近日，太阳集团1088vip陳填烽教授/許利耕教授團隊在新型疫苗佐劑開發方面取得重要進展，相關成果以“Universal Fe/Mn Nanoadjuvant with T1/T2 MRI Self-Navigation and Gas Generation for Ideal Vaccines with Precise Tracking”為題，發表于國際權威期刊ACS NANO（影響因子17.1），太阳集团app首页為唯一通訊單位。這是該團隊繼開發納米硒佐劑用于新冠病毒納米疫苗(STTT, 2023)、滅活病毒納米疫苗(Small Methods, 2023)等一系列研究工作後取得的又一重要成果。

開發安全高效的疫苗對于重大疾病如惡性腫瘤、烈性傳染病(新型冠狀病毒感染、高緻病性禽流感等)的有效防治具有極其重要的臨床意義。傳統疫苗通常是滅活或減毒活疫苗，而其潛在的副作用如毒力回複等極大地限制了其在臨床上的廣泛應用。因此，非病毒疫苗，特别是納米疫苗一直是疫苗領域的研究熱點。目前，納米材料作為疫苗載體或佐劑已顯示出良好的應用前景，但在納米佐劑/疫苗設計方面仍存在諸多挑戰，極大地限制了納米疫苗轉化為臨床應用。首先，納米疫苗的免疫間隔等最佳免疫策略仍然未知，這在很大程度上決定了免疫反應的質量。不幸的是，目前納米疫苗接種仍然主要參考傳統疫苗的免疫策略，這顯然不适用于納米疫苗。其次，大多數報道的納米疫苗的合成方法相對複雜，需要特定的昂貴設備和表面改性劑。第三，大多數報道的納米材料，主要用作抗原載體，功能單一疫苗開發仍然需要佐劑或免疫增強劑。因此，開發具有影像功能且可反映疫苗體内代謝、免疫激活活性、高負載能力和誘導抗原交叉呈遞等優點的納米佐劑，對癌症、急性/烈性感染等重大疾病疫苗的開發具有重要指導意義和應用價值。

圖1. 具有MRI自導航和氣體生成功能的通用型鐵/錳納米佐劑用于癌症等重大疾病疫苗。

太阳集团app首页陳填烽課題組一直緻力于以臨床問題為導向的化學創新藥物設計與診療應用研究。聚焦于人體必需微量元素硒，在基于腫瘤生化特性的含硒靶向藥物設計、放化療增敏、抗病毒及免疫調控研究方面作了多年的工作積累(Matter, 2020；Sci Adv, 2020；Angew Chem Int Ed, 2020; J. Am. Chem. Soc., 2022; J. Am. Chem. Soc., 2023)。基于前期納米疫苗構建的研究成果(Signal Transduct. Target. Ther., 2023；Small Method, 2023)，近日太阳集团app首页陳填烽教授和許利耕教授在新型疫苗佐劑開發方面取得重要進展，該團隊設計了一個Fe³⁺摻雜的MnCO₃納米平台(Mn_1−xFe_xCO₃)，該平台在免疫細胞溶酶體的酸性環境下表現出T1/T2雙MRI成像模式。如圖1所示，通過充分利用Mn²⁺/Fe³⁺與蛋白之間的生物礦化相互作用，使用氣體擴散法成功開發了一種以卵清蛋白(OVA)為模型抗原的Mn_1−xFe_xCO₃基蛋白納米疫苗。所制備的納米疫苗對OVA表現出較高的負載效率，其在免疫細胞内的酸性環境下的降解賦予了納米疫苗T1和T2 MR成像特性和活性，通過STING信号通路激活抗原呈遞細胞，并通過氣體生成和轉運蛋白相關抗原加工1(TAP-1)轉運蛋白誘導抗原交叉呈遞。皮内接種Mn1−xFexCO3@OVA前後淋巴結體内MRI顯示，間隔2周的免疫接種應是接種的最佳方式(圖2)。在這一成像信息指導下，一系列體内實驗表明，所開發的納米疫苗能夠高效地激活樹突狀細胞，誘導抗原交叉呈遞，從而觸發強大的抗原特異性免疫反應和随後的免疫記憶。所有這些優勢都使開發的自導航納米疫苗通過激活NOD樣受體信号通路和Toll樣受體信号通路，在預防表達OVA的黑色素瘤複發方面具有較好的效果。

圖2. Mn_1−xFexCO₃@OVA納米疫苗展示出良好的T1/T2雙模态MR成像特性，指導納米疫苗精準免疫。

       總之，本研究為開發新型納米疫苗對抗烈性傳染病等重大疾病提供了一種通用的自導航納米佐劑，并為開發納米疫苗的最佳免疫策略提供了重要指導。

      論文第一作者為太阳集团app首页黃炜博士後和碩士研究生施肅江，論文的通訊作者為許利耕教授和陳填烽教授。該研究得到了國家自然科學基金傑出青年基金、廣東省自然科學傑出青年基金、國家自然科學基金青年基金和面上項目等資助。

原文鍊接：

https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsnano.3c02309

文/圖：黃 炜

校對: 劉 雪

責編: 李逸凡

初審: 許利耕

終審: 李 丹