CNS快讯 | 迎来重大进展！中国科学院马光辉/魏炜/朱力/王恒樑合作开发了一种可吸入的单剂量干粉气溶胶新冠疫苗

COVID-19大流行促进了疫苗接种技术的重大进展；然而，迫切需要诱导粘膜免疫反应的疫苗和单剂量、无创给药。

2023年12月13日，中国科学院过程工程研究所马光辉、魏炜、军事医学科学院生物工程研究所朱力、王恒樑共同通讯在Nature 在线发表题为“Inhaled SARS-CoV-2 vaccine for single-dose dry powder aerosol immunization”的研究论文，该研究开发了一种可吸入的单剂量干粉气溶胶SARS-CoV-2疫苗，可诱导有效的全身和粘膜免疫反应。

该疫苗将含有蛋白质霍乱毒素B亚基的组装纳米颗粒封装在最佳空气动力学尺寸的微胶囊内，该微胶囊显示SARS-CoV-2 RBD抗原，这种独特的纳米-微耦合结构支持有效的肺泡递送、持续的抗原释放和抗原呈递细胞摄取，这是诱导免疫应答的有利特征。此外，该疫苗诱导IgG和IgA的强烈产生，以及局部T细胞反应，共同赋予小鼠、仓鼠和非人灵长类动物对SARS-CoV-2的有效保护。最后，研究人员还演示了疫苗的“mosaic iteration”，该疫苗共同显示祖先和Omicron抗原，扩展了针对共循环菌株和Omicron变体传播的抗体反应的广度。这些发现支持使用这种吸入疫苗作为对抗COVID-19和其他呼吸道传染病的有前途的多价平台。

2019冠状病毒病是由SARS-CoV-2引起的一种严重急性呼吸系统综合征，于2017年8月被宣布为大流行。疫苗接种是预防和控制这种疾病传播的一项成功的公共卫生干预措施。迄今为止，已批准了多种类型的SARS-CoV-2疫苗，如灭活疫苗、蛋白质亚单位疫苗、mRNA疫苗和病毒载体疫苗。其中大多数是通过肌肉注射来诱导血清IgG的产生，从而中和病毒的传染性并缓解COVID-19。然而，由于缺乏分泌IgA和IgG，肌肉注射疫苗不能在呼吸道提供第一道保护。

为了克服肌内注射的问题，一些鼻内或雾化给药的候选疫苗正在开发或已获批准，其中大多数是基于病毒载体，如腺病毒、减毒流感病毒、副流感病毒或新城疫病毒。值得注意的是，人体临床研究表明，吸入疫苗可以诱导与肌内注射疫苗相似的抗体反应，但剂量远低于注射疫苗。然而，到目前为止，用于鼻内或雾化给药的疫苗是液体形式，需要冷链运输和储存，并且通常需要两次或三次吸入免疫或使用异源加强疫苗接种。

制备R-CNPs的示意图。图自：Nature

考虑到这一背景和已知存在于肺部的大量免疫细胞，有必要开发一种适合单剂量吸入的干粉疫苗，这一目标需要考虑几个因素。具体来说，疫苗载体在冻干后应保持其结构和性能。由于较小的颗粒容易随气流呼出，较大的颗粒倾向于沉积在肺浅层，因此气动尺寸必须控制在1-4 µm范围内，使沉积主要在肺深部(肺泡)。此外，具有缓释特征的疫苗颗粒可以提供持续的抗原刺激，这可能诱导持久的免疫反应。

该研究开发了一种可吸入的单剂量干粉气溶胶SARS-CoV-2疫苗。合适的空气动力学直径有利于微胶囊在肺泡中的沉积，并且释放的纳米R-CNPs易于被APCs内化。疫苗在血清中长期产生IgG，在BALF中产生丰富的IgA，并在小鼠、仓鼠和非人灵长类动物中产生有效的保护。通过“mosaic iteration”，研究人员们成功地扩展了血清和粘液中RBD诱导的抗体反应的广度。因此，该吸入疫苗可以作为对抗COVID-19和其他呼吸道传染病的有前途的多价平台。

来源：iNature

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06809-8

转自：“威斯腾生命科学研究院”微信公众号

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