研究表明，金属有机颗粒既能作为载体递送疫苗，也能作为佐剂，在较低剂量时能产生强烈的免疫反应。

许多疫苗，包括乙型肝炎和百日咳疫苗，都是由病毒或细菌的蛋白质组成的。这些疫苗通常包含佐剂分子，有助于增强抗原蛋白诱导的免疫反应。

这些佐剂大多由铝盐或其他能引起非特异性免疫应答的分子组成。麻省理工学院的一组研究人员现在已经证明，一种被称为金属有机框架(MOF)的纳米颗粒也可以通过toll样受体的细胞蛋白质激活先天免疫系统(人体抵御任何病原体的第一道防线)，从而引发强烈的免疫反应。

在一项针对小鼠的研究中发现，这种MOF颗粒可以成功地包裹并递送SARS-CoV-2刺突蛋白，同时，一旦MOF颗粒在细胞内被降解，还可以发挥佐剂的效应。

研究人员表示，虽然需要做更多的工作来使这些颗粒用于疫苗研发，但这项研究表明，这种类型的结构对于产生强烈的免疫反应是有用的。

麻省理工学院科赫综合癌症研究所的首席研究员、这项研究的资深作者之一Ana Jaklenec表示:“了解药物输送载体如何增强佐剂免疫反应，对设计新疫苗非常有帮助。”

在这项研究中，研究人员专注于一种名为ZIF-8的MOF颗粒，它由一个锌离子与四个咪唑分子(一种有机化合物)组成的四面体单元晶格组成。之前的研究表明，ZIF-8可以显著增强免疫反应，但并不清楚这种颗粒是如何激活免疫系统的。

为阐明其作用机制，麻省理工学院的研究小组研发了一种嵌入ZIF-8颗粒中的SARS-CoV-2受体结合蛋白(RBD)组成的候选疫苗。这些颗粒的直径在100-200纳米，这样大小的颗粒能直接进入机体的淋巴结，或者通过巨噬细胞等免疫细胞进入淋巴结。

一旦颗粒进入细胞，MOF颗粒就会被降解，释放出病毒的蛋白。研究人员发现，咪唑能够激活toll样受体(TLRs)，这有助于刺激先天免疫反应。

淋巴结细胞的RNA测序显示，接种了负载病毒蛋白的ZIF-8颗粒的小鼠能够强烈激活TLR通路（TLR-7），从而导致更多的细胞因子和其他与炎症有关的因子产生。

接种这些颗粒的小鼠对病毒蛋白的免疫反应比单独接种蛋白的反应更强烈。Jaklenec表示:“我们不仅通过纳米颗粒以更可控的方式递送蛋白质，而且这种颗粒的组成结构也起到了佐剂的作用。”“与使用蛋白质本身相比，更能够实现诱导针对Covid蛋白的特异性反应，并且具有剂量节约效果。”

虽然这项研究和其他研究已经证明了ZIF-8的免疫原性，但需要更多的工作来评估该颗粒的安全性和大规模生产的潜力。Jaklenec表示，即使可能ZIF-8不能被开发成一种疫苗载体，这项研究的发现也有助于指导研究人员开发类似的纳米颗粒，这些纳米颗粒可以用来递送亚单位疫苗。

“大多数亚单位疫苗通常由抗原和佐剂组成”。“设计具有特定化学成分的纳米颗粒的新型疫苗，不仅有助于抗原的递送，还能激活特定的免疫途径，这能提高疫苗的效力。”

研究人员表示，开发针对Covid-19的亚单位疫苗的优势是，这种疫苗通常比mRNA疫苗更容易制造，也更便宜，这更容易在世界各地推广使用。

来源：

https://news.mit.edu/2024/mit-scientists-use-new-nanoparticle-more-powerful-vaccines-0306

注：本文由湖南新一代动物疫苗研究院原创翻译，转载请标明出处。

湖南派智生物

派智生物，致力于新一代蛋白质纳米颗粒（VLPs）、亚单位疫苗研发，用“精准动物疫苗”呵护世间生灵。

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