有沒有一種通用的方法可以顯著提高所有疫苗的效力？

西北大學(xué)國際納米技術(shù)研究所的研究人員正在為此努力。他們發(fā)現(xiàn)，利用化學(xué)和納米技術(shù)改變納米級疫苗中佐劑和抗原的結(jié)構(gòu)位置，可以大大提高疫苗的性能。

IIN主任兼首席研究員查德·米爾金(Chad Milkin)說:“除了成分，結(jié)構(gòu)也是決定疫苗功效的關(guān)鍵因素。抗原和佐劑在單個結(jié)構(gòu)中的位置和放置方式顯著改變了免疫系統(tǒng)識別和處理它的方式。”這種對結(jié)構(gòu)的強調(diào)可能會提高傳統(tǒng)癌癥疫苗的有效性，但從歷史上看，傳統(tǒng)癌癥疫苗并不有效。

到目前為止，米爾金的團隊已經(jīng)研究了疫苗結(jié)構(gòu)對七種不同類型癌癥的影響，包括三陰性乳腺癌、人乳頭瘤病毒誘發(fā)的宮頸癌、黑色素瘤、結(jié)腸癌和前列腺癌，以確定治療每種癌癥的最有效結(jié)構(gòu)。

“攪拌機”，常規(guī)疫苗的老方法

大多數(shù)常規(guī)疫苗通過混合抗原和佐劑注射到患者體內(nèi)。因為沒有對疫苗結(jié)構(gòu)的控制，對疫苗成分的運輸和加工的控制也是有限的，所以很難掌握疫苗效果。

傳統(tǒng)疫苗的挑戰(zhàn)之一是，在混合物中，一個免疫細胞可能吸收50種抗原和一種佐劑，或者一種抗原和50種佐劑。但是，必須達到每種疫苗的最佳比例，才能使疫苗發(fā)揮最大效力。

鑒于此，米爾金發(fā)明了一種新型模塊化疫苗的球形核酸結(jié)構(gòu)平臺。SNA使科學(xué)家能夠準(zhǔn)確識別有多少抗原和佐劑被輸送到細胞中，還可以調(diào)整這些疫苗成分的呈遞模式和處理速度。這種對疫苗有效性有很大影響的結(jié)構(gòu)考慮，在傳統(tǒng)方法中基本被忽略。

在你體內(nèi)，每個士兵都有武器。

系統(tǒng)控制抗原和佐劑在模塊化疫苗結(jié)構(gòu)中的位置的方法，被米爾金命名為“合理接種”。它基于這樣一個概念，即疫苗成分的結(jié)構(gòu)展示與驅(qū)動效力的成分一樣重要。

米爾金說:“通過合理的疫苗學(xué)開發(fā)的疫苗為每個免疫細胞提供了精確劑量的抗原和佐劑，它們也做好了攻擊癌細胞的準(zhǔn)備。如果你的免疫細胞是士兵，那么傳統(tǒng)疫苗中有些士兵還是手無寸鐵的；而我們的疫苗為他們提供了強大的武器。”

用拳頭攻擊，打敗狡猾的“變種人”

米爾金的團隊發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩種成分幾乎相同的疫苗中的抗原位置發(fā)生改變時，對腫瘤的治療效果會發(fā)生顯著變化:一種疫苗有效且有用，而另一種疫苗則效果差得多。

這取決于它們在國民賬戶體系結(jié)構(gòu)中的位置。資料顯示，將兩種不同的抗原附著在含有佐劑外殼的SNA上是“最佳位置”，即癌癥疫苗最有效的結(jié)構(gòu)。與將相同的兩個抗原連接到兩個獨立的SNA結(jié)構(gòu)相比，它導(dǎo)致抗原特異性T細胞活化增加30%，增殖T細胞的數(shù)量增加一倍。

這些工程SNA納米結(jié)構(gòu)已經(jīng)在各種動物模型中阻止了腫瘤的生長。

目前許多癌癥疫苗的設(shè)計主要是激活細胞毒性T細胞，這只是對癌細胞的防御。由于腫瘤細胞總是在變異，它們很容易“逃脫監(jiān)視”，從而很快使疫苗失效。如果T細胞有更多的抗原來識別它，那么T細胞識別突變癌細胞的幾率就會更高。

研究人員表示，需要激活不止一種類型的T細胞，才能更容易地攻擊腫瘤細胞。免疫系統(tǒng)中對抗腫瘤的細胞種類越多越好。因此，需要有一種針對多種免疫細胞類型的由多種抗原組成的疫苗。

不僅有效，還可以研制任何癌癥疫苗。

“理性疫苗學(xué)”的一個優(yōu)勢是，當(dāng)它與SNA等納米結(jié)構(gòu)一起使用時，可以很容易地改變疫苗的結(jié)構(gòu)，以治療不同類型的疾病。

研究人員表示，這項工作的重要性在于，它為開發(fā)幾乎所有類型癌癥的最有效疫苗形式奠定了基礎(chǔ)。這將重新定義如何全面開發(fā)疫苗，包括傳染病疫苗。這項研究發(fā)表在1月30日的《自然生物醫(yī)學(xué)工程》雜志上。

在早些時候發(fā)表的一篇論文中，米爾金的團隊也證明了疫苗結(jié)構(gòu)對于預(yù)防新冠肺炎的重要性。該疫苗在100%的動物實驗中顯示出對致命病毒感染的保護性免疫。

米爾金說，疫苗上抗原位置的微小變化將顯著改善細胞間的交流、串?dāng)_和細胞協(xié)同作用。這項研究取得的進展為人類重新思考癌癥和其他疾病疫苗的整體設(shè)計提供了新的途徑。