IF=17.4 | 天津大学SARS-CoV-2感染预防纳米疫苗构建新进展

IF=17.4 | 天津大学SARS-CoV-2感染预防纳米疫苗构建新进展

天津大学在SARS-CoV-2感染预防纳米疫苗构建方面取得新进展

天津大学化工学院张育淼团队于2024年1月19日在期刊《Nano Today》（影响因子IF=17.4）上发表了题为“A metalloprotein nanoparticle scaffold co-delivers antigens and adjuvants with metal-enhanced STING activation for vaccination preventing viral infections”的研究论文。该研究开发了一种基于配位化学的全新金属免疫疗法，称为LaMP-A-antigen，用于构建新型SARS-CoV-2金属纳米疫苗，该疫苗能够有效激活细胞、体液和黏膜免疫反应，保护机体免受SARS-CoV-2假病毒入侵。

研究背景

严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）及其突变株引发了全球性的病毒大流行，对全球公共卫生、金融和社会系统造成了巨大冲击。疫苗接种被视为结束这场危机的关键手段，目前已有至少36种针对COVID-19的疫苗获得了一个或多个国家/地区的批准。然而，这些疫苗大多采用肌肉注射方式，可能无法充分唤起黏膜免疫，如粘膜分泌性免疫球蛋白A（IgA）或组织驻留记忆T细胞（TRM）的产生。由于SARS-CoV-2主要通过感染呼吸道上皮细胞并引发肺炎，因此黏膜免疫力的不足可能会限制肌肉注射COVID-19疫苗的应用效果。

研究成果

针对上述问题，张育淼团队设计了一种生理条件下稳定且可冻干的金属蛋白支架，用于抗原和佐剂的共同递送。这种新型金属纳米疫苗平台允许多种病毒抗原方便地偶联到金属基疫苗上，从而引发强烈的免疫反应，包括黏膜、细胞和体液免疫。

研究团队筛选了各种金属离子与STING（stimulator of interferon genes）激动剂的潜在协同作用，并发现Mn2+和Co2+可以显著增强STING激动剂的抗病毒感染能力。特别是Mn2+与新合成的佐剂diABZI-2结合时，可以协同激活cGAS-STING通路，共同对抗病毒感染。

实验验证

实验结果显示，小鼠鼻吸入Mn2++diABZI-2+RBD（RBD为SARS-CoV-2的受体结合域）后，Mn2+显著增加了小分子二氨基苯并咪唑化合物（diABZI-2）的抗病毒能力，诱导产生针对SARS-CoV-2的中和抗体，并触发粘膜免疫系统在肺中产生抗原特异性分泌型IgA（SIgA）。

此外，研究团队还证明能够共递送Mn2+、STING激动剂diABZI-2和抗原RBD的金属吸入式疫苗（LaMP-A-RBD）在金仓鼠鼻内给药一次后，通过荧光酶试剂盒检测体内中和抗体，发现该疫苗不仅诱导了体液免疫产生针对SARS-CoV-2的中和抗体，还触发了粘膜免疫系统在肺中产生抗原特异性SIgA，并选择性刺激树突状细胞（DC）和巨噬细胞启动抗原特异性T细胞，同时激活抗原非依赖性的NK细胞，以抑制肺上皮细胞对病毒的摄取。

最后，研究人员在给药后7天对金仓鼠进行SARS-CoV-2假病毒感染实验，发现金属吸入式疫苗（LaMP-A-RBD）能够很好地抑制病毒感染，起到了良好的机体保护作用。

研究意义

LaMP-A系统作为一种新型的疫苗佐剂系统，通过cGAS-STING途径利用金属免疫应答来提高疫苗的免疫原性，从而保护机体免受SARS-CoV-2假病毒入侵。这一研究不仅为疫苗设计提供了新的思路，还有望推动疫苗设计的创新，为预防病毒感染提供更强大的工具和策略。

图片展示

综上所述，天津大学张育淼团队在SARS-CoV-2感染预防纳米疫苗构建方面取得的新进展，为新冠疫苗的研发提供了新的平台和策略，有望为全球疫情防控贡献重要力量。