【科研进展】中科院过程工程所生化室Adv Drug Deliver Rev专刊“先进疫苗递送”：基于新型仿生颗粒的合成疫苗工程研究

来源：null   发布时间： 2021-08-24  

新冠爆发以来，疫苗递送的研究得到前所未有的重视和关注。近日，中科院过程工程所生化工程国家重点实验室马光辉研究员、魏炜研究员和浙江大学药学院顾臻教授作为客座主编，联合为Advanced Drug Delivery Review策划和编辑了专刊“Advanced Vaccine Delivery（先进疫苗递送）”。

Advanced Vaccine Delivery（先进疫苗递送）专刊介绍

Advanced Drug Delivery Reviews是Elsevier旗下药物递送领域的综述类I区期刊，2021年影响因子15.470。该期刊旨在对先进的药物和基因传递系统及其在医学中的应用进行批判性分析，针对从给药到特定部位的递送过程，涵盖了药物和基因传递的关键问题。

COVID-19的爆发让我们对疫苗的关注度提升到了前所未有的程度。疫苗接种是预防传染病最有效的方法之一，科学家们已经提出了大量的策略来提高这些预防性疫苗的效力，其中递送系统发挥了重要作用。此外，在过去几十年中，乙肝、肿瘤等治疗性疫苗领域也取得了快速发展和令人振奋的突破，但是免疫治疗效果有待进一步提升。

新型高效疫苗研发成功离不开疫苗的递送系统的合理设计，递送系统不但可以按照抗原和分子佐剂的作用机理，将疫苗的各组分高效递送到其作用位点，高效激活免疫应答，而且递送系统本身往往还兼具佐剂的功能，可大幅度提高疫苗的预防和治疗性效果。然而，疫苗递送系统的研究与药物递送相比起步较晚，研发成功上市或进入临床的递送系统还屈指可数，急需进一步加强该领域的研究和讨论。为此，本专刊“Advanced Vaccine Delivery（先进疫苗递送）”，旨在通过本领域专家介绍和深入讨论疫苗递送领域的新策略、新进展和新观点，推动和加强疫苗递送的基础研究和产品开发，使疫苗递送为下一代新型疫苗的研发成功做出贡献。

基于新型仿生颗粒的合成疫苗工程研究（中科院过程所生化工程国重室团队供稿）

面对流行病和癌症疫苗日益增长的需求，世界各地的研究人员基于仿生纳微米颗粒来模仿病原体的自然特性以开发新型疫苗佐剂。近日，中科院过程工程所生化工程国家重点实验室马光辉研究员团队在总结课题组前期工作的基础上，提出基于仿生颗粒来模拟病原体的结构、性质以及入侵模式，进而高效激活免疫应答，受邀在药物递送系统权威期刊Advanced Drug Delivery Reviews发表综述“ Bio-mimic particles for the enhanced vaccinations: Lessons learnt from the natural traits and pathogenic invasion”。论文链接：https://doi.org/10.1016/j.addr.2021.113871。

感染性疾病和癌症是人类面临的严峻挑战，在与病原体的战斗中，随着对各种危险信号的识别，免疫系统逐步进化。这些免疫识别对病原体的入侵做出积极的反应，并激发有效的抗体或T细胞参与以对抗再次感染。病原体的表面特性（如疏水性、表面特殊形貌、颗粒性、密集的抗原阵列、电荷）、整体性质（形状、变形性和粒径）、组成成分（多肽、蛋白、核酸、TLR受体）及其感染过程（如组织分布、内化和传递过程）对触发危险信号和抗原提呈细胞（APCs）的免疫识别，刺激抗体分泌增强和T细胞反应具有重要影响。因此，模拟病原体结构、性质和入侵模式，设计稳定、安全、高效的基于仿生颗粒的疫苗佐剂和递送系统是一种极为高效的疫苗构建策略。

为此，本文提出了基于仿生颗粒的合成疫苗工程概念，介绍了目前仿生疫苗的临床应用现状，对受天然病原体的物理化学特性启发的新型仿生疫苗颗粒剂型最新研究进展进行了详细的归纳和总结。详细探讨了仿生颗粒的构建策略（病原体相关物理化学特征的仿生原理、组装模式等），并介绍了仿生颗粒的递送过程对免疫效果的影响。创造性地提出了疫苗的递送和免疫活化是一项涉及多尺度、多过程的系统性工程问题，并指出前沿的仿生颗粒策略以及未来趋势，以联合强化淋巴结富集（组织尺度）、细胞内吞（细胞尺度）、及溶酶体逃逸（亚细胞尺度）的递送效果，实现疫苗免疫增效。该论文有助于公众了解仿生疫苗技术及相关应用，对颗粒疫苗领域的发展具有推动作用。

中科院过程所为第一完成单位，马光辉研究员为本文通讯作者，夏宇飞青年研究员和群马大学联培博士生吴思华为共同第一作者。相关工作是基于中科院过程工程所生化工程国家重点实验室开发的合成颗粒技术，经过多年的系统研究，发现了合成颗粒的癌症疫苗设计的环形供应链策略，并构建了一系列疫苗新剂型，相继发表于Nature Materials（2018, 17, 187）、Advanced Materials（2018, 30, 1801067, Cover；2019, 31, 1801159, Cover; 2020, 32, 2004210, Cover; 2021, 2100106）、ACS Nano（2019, 13, 13809, Cover）等期刊上，得到了国家自然科学基金创新群体项目（21821005）、青年科学基金项目（21908229），中国科学院先导专项（XDB29040303）、中国科学院基础前沿科学研究计划-从0到1原始创新项目（ZDBS-LY-SLH040）、中国科学院青年创新促进会人才项目（2020000053）等支持。部分工作正在积极地展开临床前研究。

仿生颗粒用于高效疫苗递送示意图