Nature子刊：一个美元一生免疫—廉价高效的纳米疫苗
瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的生物工程研究人员开发出一种新型纳米粒子，并已获得专利。利用这种纳米粒子能更有效地传送疫苗，且更少副作用，成本也比现有疫苗技术低得多。这项成果刊登在《自然•生物技术》期刊9月16日的网络版上。
这个疫苗传送平台表面上只是一个纳米技术和化学的简单组合，但它与目前的疫苗方法相比具有巨大的优势。这项技术使人们只需一次注射就可给肝炎、疟疾等疾病接种疫苗。而且，一剂疫苗只需花一美元，这对发展中国家的公共卫生事业来说将产生突破性的影响。
接种就是给人体注射非病毒形式的病原体或来自病原体的分子（称为抗原），免疫系统对此产生反应， 摧毁病原体然后形成一个病原体的"记忆"。其后当一个病毒形式的病原体出现时，记忆体排斥并且迅速消灭入侵者。大多数疫苗能够抵御病毒或细菌，但研究人员也在探索将疫苗技术作为杀死癌细胞的一种方式。
随着技术的发展，目前免疫反应仅仅由来自病毒或细菌的单个蛋白就可触发。最近的研究还表明，获得持久免疫力的最佳途径，是将一种抗原直接传送到专门的免疫细胞———树突状细胞（DC）。
这一技术尚未应用于临床，因为在定位DC时还要克服两个困难：第一，注射通常采用皮下注射或肌肉注射，但这些部位的树突状细胞数量有限，因此通过单次注射获得足够的免疫应答非常困难；第二，激活树突状细胞时需要同时捆绑传送一个某种形式的"危险信号"，否则免疫系统会置之不理。目前的办法是模仿免疫系统已知的细菌分子，但这可能会引起毒副作用。EPFL研究团队制作的纳米粒子则完全克服了这些局限性。这个纳米粒子非常小，仅25纳米，一旦注射后它们流经皮肤的细胞外基质，然后沿直线到达淋巴结。在几分钟内，它们激活的DC分子的浓度将数几千倍于DC在皮肤中的浓度，由此诱发的免疫反应非常强烈而且有效。
研究人员还为这种纳米粒子设计了特殊的化学涂层来模拟细菌细胞壁的表面化学特性。DC不仅能识别出它是一个特殊的入侵者，还知道它是外来的，这时一个低值通用免疫反应（称为"补体"）就会触发。这将导致一个特别强烈的免疫应答，且不会有任何令人不快的风险和毒副作用。
EPFL的研究人员称，人们一直在寻找这样的纳米粒子，他们的思路是将激活补体作为一个危险信号，并利用慢间质流向淋巴结，这是一种全新的方法。但这也意味着这个纳米粒子要比目前正在研制的任何东西都要小很多，在技术层面上，目前还没有一家实验室能够将如此多的功能集成到一个比现存的生物粒子要小的纳米粒子中。一旦EPFL开发出这个配方，任何一个实验室都可以制作出来。
普通纳米疫苗技术要求在水中降解，因此需要昂贵的干燥和处理工艺。与此不同的是，EPFL开发的纳米粒子只有在到达人体内时才会降解。它们是液态形式的，不需要冷藏，这样准备和处理的成本就会降低，而且也便于运输。这尤其适合发展中国家使用，因为成本和物流都是普及卫生事业的重要因素。
EPFL的研究团队目前正在联合瑞士热带研究所开展共同研究，以确定一种纳米疟疾疫苗的免疫反应强度和持久性，同时也将开展毒性研究。该小组也计划利用这一技术来针对癌细胞开展研究。
来源：科技日报
原始出处：
Nature Biotechnology
Published online: 16 September 2007 | doi:10.1038/nbt1332
Exploiting lymphatic transport and complement activation in nanoparticle vaccines
Sai T Reddy1, André J van der Vlies1, Eleonora Simeoni1, Veronique Angeli2,4, Gwendalyn J Randolph2, Conlin P O'Neil1, Leslie K Lee1, Melody A Swartz1,3 & Jeffrey A Hubbell1,3
Antigen targeting1, 2, 3, 4, 5 and adjuvancy schemes6, 7 that respectively facilitate delivery of antigen to dendritic cells and elicit their activation have been explored in vaccine development. Here we investigate whether nanoparticles can be used as a vaccine platform by targeting lymph node–residing dendritic cells via interstitial flow and activating these cells by in situ complement activation. After intradermal injection, interstitial flow transported ultra-small nanoparticles (25 nm) highly efficiently into lymphatic capillaries and their draining lymph nodes, targeting half of the lymph node–residing dendritic cells, whereas 100-nm nanoparticles were only 10% as efficient. The surface chemistry of these nanoparticles activated the complement cascade, generating a danger signal in situ and potently activating dendritic cells. Using nanoparticles conjugated to the model antigen ovalbumin, we demonstrate generation of humoral and cellular immunity in mice in a size- and complement-dependent manner.
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