中国科学家成功开发出新型干粉吸入式疫苗研制平台技术

本文转自：中国新闻网

中新网北京12月14日电(记者 孙自法)记者从中国科学院过程工程研究所获悉，该所生化工程国家重点实验室主任马光辉院士、魏炜研究员团队基于多年均一微球制备及生物剂型工程的研究基础，研究提出纳微复合递送新理念，并与军事医学研究院生物工程研究所研究员王恒樑、朱力团队合作，最新开发出具有“纳微复合”多级结构的单剂干粉吸入式疫苗研制平台技术，可实现多种蛋白抗原疫苗的开发与迭代。

目前，这项研究已在实验室成功制备出新型干粉吸入式疫苗，并且在动物模型上显示出能够高效阻断呼吸道病毒的感染与传播。北京时间12月14日凌晨，相关成果论文在国际著名学术期刊《自然》(Nature)上线发表。

本次研究成果——单剂干粉吸入疫苗构建的科普示意图。中国科学院过程工程研究所/供图

该干粉吸入式疫苗研制平台技术具有制备速度快、递送效能高、常温易储运、缓释药效长等特点，通过计算分析获得的最佳粒径微米级的疫苗颗粒可直达肺泡、有效沉积，在面对未来新发、突发传染病时，有望实现疫苗的快速构建及高效防治。

据研究团队介绍，呼吸道传染病严重威胁着人类生命健康，亟需学科交叉融合和研发理念创新，构建更加安全高效的呼吸道传染病疫苗。目前获批的呼吸道传染病疫苗大多通过肌肉注射接种，诱导体液免疫应答，借助血液抗体中和病毒。不过，该接种方式难以诱导黏膜免疫应答，不能在呼吸道建立强有力的免疫防护屏障；配伍使用的铝佐剂难以诱导细胞免疫应答，对抗病毒快速变异的能力受限。此外，目前疫苗多为液体制剂，需要严苛的低温储存环境，两针或三针的接种程序也影响疫苗全程接种率。

针对疫苗领域这些问题及挑战，在本次研究中，中国科学家团队将结构均一可控的缓释微球技术结合蛋白抗原纳米颗粒，开发出新型疫苗研制平台。纳米颗粒表面能够同时展示多种抗原，可以诱导产生广谱免疫应答，扩大了疫苗保护范围。得益于抗原展示的灵活性，该新型疫苗研制平台具有多项优势：

一是能迅速、便捷地完成相关呼吸道病毒疫苗的构建；二是独特的纳微复合结构实现高性能递送，可在肺部引起高效免疫应答，粒径为2-4微米的微球具有合适的空气动力学尺寸，可精准直达肺泡并有效沉积，防止吸入后被呼出。展示抗原的纳米颗粒释放后，有利于被抗原提呈细胞摄取；三是基于平台研制的干粉疫苗可显著节省储存和运输成本，有助于覆盖冷藏困难等储运条件不足的地区，增加免疫接种率；四是该平台研制疫苗具有微球缓释的特性，抗原的持续释放使得单次吸入即可诱导长效的体液免疫、细胞免疫和黏膜免疫。

为进一步验证效果，研究团队利用该新型疫苗研制平台技术制备出某呼吸道疾病的干粉吸入式疫苗，单次吸入后，在小鼠、仓鼠及非人灵长类动物上实现了诱导快速、长期和高效的“黏膜-体液-细胞”三重免疫应答。

随后，马光辉院士和魏炜研究员团队又与中国医学科学院医学生物学研究所和占龙研究员团队开展合作，模拟真实传播场景，构建出空气传播保护模型、密切接触保护模型、空气传播阻断模型，证明单剂干粉吸入疫苗均可高效阻断病毒的侵染与传播。

研究团队表示，通过系列实验验证工作，鉴于具有“纳微复合”多级结构的单剂干粉吸入式疫苗研制平台技术体系，其纳微颗粒组分分别采用天然蛋白和已批准的高分子材料，并且疫苗的有效性和安全性已在非人灵长类动物上进行系统性研究，因此，这项研究成果已具备临床转化潜力。

据了解，近5年来，马光辉院士和魏炜研究员团队已成功创制一系列药物和疫苗递送新剂型，在动物模型上成功用于肿瘤、传染病、炎症性疾病的防治，部分药物及疫苗剂型已通过医院伦理批准进入个体化临床前和临床研究。