呂蔚林，陳朝霞，雍土瑩，甘璐，楊祥良

(1.華中科技大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，武漢 430074；2.國家納米藥物工程技術(shù)研究中心，武漢 430074)

自1796年第一劑牛痘疫苗發(fā)明以來，針對(duì)不同疾病的疫苗被逐步研發(fā)并應(yīng)用于臨床。按照發(fā)展歷程，疫苗可大致分為三代：第一代為滅活疫苗或減毒活疫苗，第二代為基因工程疫苗，第三代為核酸疫苗。為進(jìn)一步減少不良反應(yīng)，提高疫苗順應(yīng)性，增強(qiáng)疫苗效價(jià)，誘導(dǎo)持久的免疫反應(yīng)，人類需要一種高效的遞送系統(tǒng)，既能把抗原遞送到靶點(diǎn)激活持久的免疫反應(yīng)，又能減少毒副作用。

近年來，納米載體技術(shù)快速發(fā)展，在改善藥動(dòng)學(xué)、提高藥物生物利用度等方面效果顯著。納米載體技術(shù)可實(shí)現(xiàn)佐劑和抗原有效封裝與遞送，提高抗原穩(wěn)定性，增加抗原裝載量，為多種途徑接種疫苗(如口服給藥、吸入給藥等)提供了可能。同時(shí)，納米技術(shù)可將納米疫苗加工為免疫反應(yīng)的靶點(diǎn)，一旦納米疫苗被抗原呈遞細(xì)胞(antigen-presenting cells，APCs)內(nèi)化，納米顆?？烧T導(dǎo)炎癥體復(fù)合物形成，促進(jìn)炎性細(xì)胞因子分泌、免疫細(xì)胞招募等。此外，調(diào)控納米疫苗的形狀、粒徑、電荷或進(jìn)行表面修飾等可增強(qiáng)疫苗組織靶向性，提高攝取效率，減少細(xì)胞毒性等。

目前常見的納米疫苗包括脂質(zhì)納米顆粒疫苗、有機(jī)高分子聚合物納米疫苗、無機(jī)納米顆粒疫苗、病毒載體疫苗、生物膜納米粒疫苗等幾大類。利用不同的載體制備納米疫苗可以有針對(duì)性地實(shí)現(xiàn)繞開生理屏障、靶向遞送、溶酶體逃逸、免疫激活等目標(biāo)。筆者在本文概述納米疫苗在傳染病預(yù)防和腫瘤免疫治療中的應(yīng)用進(jìn)展。

1 脂質(zhì)納米顆粒疫苗

脂質(zhì)納米顆粒主要包括膠束、乳劑、固體脂質(zhì)納米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)、納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(nanostructed lipid carriers，NLC)、脂質(zhì)體(liposomes)等。脂質(zhì)納米顆粒主要由脂質(zhì)或類脂質(zhì)分子組成，可通過吸附、包載等方式攜帶抗原，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、生物相容性好、可以攜帶抗原佐劑實(shí)現(xiàn)體內(nèi)長循環(huán)、增強(qiáng)細(xì)胞對(duì)抗原的識(shí)別攝取及增強(qiáng)組織靶向等優(yōu)點(diǎn)。但為了在體內(nèi)更好發(fā)揮作用，脂質(zhì)納米顆粒仍需要解決抗原或mRNA等物質(zhì)容易降解[1]、腎臟對(duì)納米粒的截留[1]、納米粒難以靶向特定組織、納米粒難以實(shí)現(xiàn)核內(nèi)體逃逸[2]、佐劑造成的炎癥或毒性等一系列問題。

為增強(qiáng)納米粒的穩(wěn)定性和血液滯留時(shí)間，有文獻(xiàn)報(bào)道采用聚乙二醇(polyethylene glycol，PEG)對(duì)脂質(zhì)納米顆粒進(jìn)行修飾(圖1A，圖1B)，可以通過減少顆粒聚集從而增強(qiáng)脂質(zhì)納米粒穩(wěn)定性[3]，并通過增加脂質(zhì)納米粒的親水性減少單核吞噬細(xì)胞系統(tǒng)(mononuclear phagocyte system，MPS)對(duì)脂質(zhì)納米顆粒的清除，延長血液循環(huán)時(shí)間[4]。PEG的分子量可以在350～3000，脂質(zhì)錨的長度可以在10～18碳[5]，一般較大的分子量和較長的長度可以減少M(fèi)PS的清除作用，增加納米粒在血液中的滯留。此外，PEG修飾可增加親水性從而使納米粒更容易穿透黏膜屏障[6]，有利于噴霧劑型疫苗的發(fā)展。

納米顆?？梢酝ㄟ^表面修飾實(shí)現(xiàn)組織或器官靶向并促進(jìn)細(xì)胞攝取。KEDMI等[7]利用一種膜錨定脂蛋白(anchored secondary scFv enabling targeting，ASSET)開發(fā)了一種細(xì)胞特異性小干擾RNA(small interfering RNA，siRNA)遞送平臺(tái)(圖1C)，其一端整合到脂質(zhì)納米顆粒上，一端與抗體的Fc片段相連，實(shí)現(xiàn)在脂質(zhì)納米顆粒表面非共價(jià)包被靶向抗體。ZOHRA等[8]在N-[1-(2，3-二油氧基)丙基]-N，N，N-三甲基氯化銨的陽離子脂質(zhì)體中加入無機(jī)碳酸鹽磷灰石，形成陽離子脂質(zhì)體-磷灰石復(fù)合物，大大提高了轉(zhuǎn)染效率。MOON等[9]構(gòu)建了一種雙層間交聯(lián)的多層膜囊泡(interbilayer-crosslinked multilamellar vesicles，ICMVs)，通過短的共價(jià)交聯(lián)鍵穩(wěn)定多層囊泡形成，這些短鏈將脂質(zhì)頭基連接在囊泡壁內(nèi)相鄰緊密堆疊的雙層的相對(duì)面上(圖1D)。與相同脂質(zhì)組成的簡單脂質(zhì)體或多層囊泡(multilamellar vesicles，MLVs )相比，ICMVs封裝并保留了更多抗原蛋白，并在暴露于血清(超過30 d)時(shí)緩慢釋放蛋白(圖1E)，在胞內(nèi)脂肪酶作用下實(shí)現(xiàn)快速降解。通過對(duì)小鼠免疫發(fā)現(xiàn)，ICMVs引起的強(qiáng)效抗體滴度比簡單脂質(zhì)體提高約1000倍，比相同脂質(zhì)成分的MLVs提高約10倍。

A.PEG修飾的載mRNA脂質(zhì)納米顆粒結(jié)構(gòu)示意圖[3]；B.在血清白蛋白存在的情況下，納米粒結(jié)構(gòu)和脂質(zhì)-PEG分離的示意圖[14]；C.膜錨定脂蛋白鏈接抗體至脂質(zhì)納米顆粒表面示意圖[8]；D.ICMVs合成示意圖及電鏡圖；E.ICMVs與其他結(jié)構(gòu)脂質(zhì)體抗原釋放速率對(duì)比[9]。

由于大部分脂質(zhì)納米粒進(jìn)入細(xì)胞后主要聚集于核內(nèi)體，因此，增強(qiáng)脂質(zhì)納米粒的核內(nèi)體逃逸至關(guān)重要。篩選合適的陽離子脂質(zhì)，改變可電離脂質(zhì)的比例、pKa或脂質(zhì)尾部的性質(zhì)等可以促進(jìn)溶酶體逃逸發(fā)生。ELIA等[10]利用熒光素酶mRNA的體內(nèi)表達(dá)來篩選利于核內(nèi)體逃逸的可電離脂質(zhì)。JAYARAMAN等[11]利用6-對(duì)甲苯胺基萘磺酸與帶正電的膜結(jié)合時(shí)發(fā)生熒光而在自由溶液中不發(fā)光的特性，檢測不同PKa下陽離子脂質(zhì)釋放情況。HAJJ等[12]發(fā)現(xiàn)具有相同分子量及相同碳數(shù)尾鏈的兩個(gè)脂質(zhì)分子，由于一個(gè)的尾部呈直線，另一尾部有一單碳分支，導(dǎo)致支鏈尾脂質(zhì)分子構(gòu)建的載體療效增強(qiáng)10倍，并將這種現(xiàn)象歸因于其在pH值為5.0的晚期核內(nèi)體的強(qiáng)表面電離作用。

脂質(zhì)納米載體也可以通過增強(qiáng)免疫激活效果、減少佐劑用量來削弱疫苗佐劑的不良反應(yīng)。PANDIT等[13]證明，與普通Toll樣受體4(Toll-like receptors 4，TLR4)激動(dòng)劑結(jié)合疫苗相比，TLR4激動(dòng)劑結(jié)合的多層“錨定”脂囊泡疫苗佐劑的使用劑量可降至10%但卻誘導(dǎo)更強(qiáng)的體液免疫反應(yīng)。此外，部分納米顆粒本身就具備佐劑的性質(zhì)，即使沒有TLR配體或其他佐劑也可以引起B(yǎng)細(xì)胞激活、補(bǔ)體激活等。

脂質(zhì)體納米疫苗具有良好的生物安全性，產(chǎn)業(yè)化技術(shù)成熟，大規(guī)模生產(chǎn)方便，目前已有Epaxal?、Inflexal?V、Stimuvax?等多款產(chǎn)品上市。然而，目前脂質(zhì)體納米疫苗的臨床應(yīng)用仍面臨著免疫載體佐劑功能差、大分子藥物裝載困難、不易被細(xì)胞攝入、長期儲(chǔ)存過程中易發(fā)生粒徑增大、絮凝等問題。通過調(diào)控脂質(zhì)體的脂質(zhì)成分、理化性質(zhì)、對(duì)脂質(zhì)體表面修飾等，有望推動(dòng)脂質(zhì)體納米疫苗臨床應(yīng)用。

2 聚合物納米疫苗

聚合物納米顆粒有生物可降解性、良好的生物相容性、安全性和緩釋性，部分聚合物還可作為佐劑，增強(qiáng)疫苗的免疫激活效率。常用于納米疫苗載體的聚合物包括天然聚合物納米載體、合成聚合物納米載體。天然聚合物包括殼聚糖、海藻酸鹽、透明質(zhì)酸、支鏈淀粉、菊粉、葡聚糖等。這些生物來源聚合物分子大部分存在于細(xì)菌、酵母等微生物中，可被人體APCs識(shí)別并激活免疫反應(yīng)。

殼聚糖是由 α(1-4) 2-氨基2-脫氧-β-D葡聚糖-氨基葡萄糖和n-乙酰氨基葡萄糖的共聚物組成的天然線性多聚氨基糖。殼聚糖帶正電荷，可以與帶負(fù)電的mRNA強(qiáng)結(jié)合作為核酸遞送載體。研究表明，殼聚糖具備明顯的生物粘附性，可以延長抗原在黏膜上的滯留時(shí)間[17]，打開上皮細(xì)胞緊密連接進(jìn)而增強(qiáng)免疫應(yīng)答。殼聚糖可誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)大的免疫激活反應(yīng)。PANDIT等研究發(fā)現(xiàn)，聚乳酸[poly(lactic acid)，PLA]-明礬和PLA-殼聚糖微球誘導(dǎo)乙型肝炎病毒表面抗原(hepatitis B surface antigen，HBsAg)血清特異性抗體反應(yīng)，顯著優(yōu)于PLA微球和游離抗原[18]。殼聚糖不僅能使微粒表面帶正電荷，而且可以通過化學(xué)修飾改善其溶解度、親水性、親脂性、靶向性，改變納米粒子的粒徑和Zeta電位。然而，殼聚糖在生理?xiàng)l件下易沉淀[19]，生產(chǎn)過程中的雜質(zhì)難以去除，可能導(dǎo)致嚴(yán)重的免疫反應(yīng)，極大地限制了其進(jìn)一步臨床應(yīng)用。

合成聚合物主要包括聚乳酸-羥基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA]、聚己內(nèi)脂、聚酸酐、樹狀大分子、聚乳酸[poly(lactic acid)]等。聚羥基乙酸[poly(glycolic acid)，PGA]是一種高度結(jié)晶的材料。與PGA相比，PLA結(jié)構(gòu)中附加的甲基增加了疏水性和抗水解穩(wěn)定性，通常用于較長時(shí)間內(nèi)的抗原可控或脈沖釋放[20]。KANCHAN等[21]發(fā)現(xiàn)用明礬和PLA聚合物顆粒(直徑2～8 μm)包埋抗原后進(jìn)行體內(nèi)免疫后可產(chǎn)生長效抗體，且當(dāng)機(jī)體再次暴露于極少量的可溶性抗原后會(huì)產(chǎn)生非常高水平的記憶抗體滴度，是一類極具潛力的納米疫苗載體。目前已有大量工作具體研究PLA在納米疫苗方面的應(yīng)用。

PLGA是由PLA和PGA無規(guī)聚合而成的共聚物[22]。PLGA具有樹突狀細(xì)胞(dendritic cells，DCs)靶向、穩(wěn)定性高、易加工、緩釋等諸多優(yōu)點(diǎn)[23](圖2A，B)，作為疫苗遞送平臺(tái)廣泛用于瘧疾、利什曼病、乙型肝炎和埃博拉等疾病[24]?；赑LGA/PLA的納米顆粒能夠以可控和持續(xù)的方式將包被的抗原遞送到APCs(圖2C)[25]。通過控制單體比例、化學(xué)修飾等有望改善PLGA疏水性與藥物釋放特性，產(chǎn)生持久的免疫反應(yīng)與免疫記憶(圖2D)[22]。

樹狀大分子是一種納米大小、徑向?qū)ΨQ的分子，具有明確的、均勻的、單分散的結(jié)構(gòu)(圖2E)。研究發(fā)現(xiàn)低代數(shù)的樹狀大分子與高代數(shù)的樹狀大分子相比，生物相容性更好，免疫原性更強(qiáng)[26-27]。大分子電荷、代數(shù)均可控，有非常多的可供表面修飾的位點(diǎn)，可以根據(jù)不同的需求設(shè)計(jì)相應(yīng)的大分子，有望成為一種重要的新型納米疫苗載體。

A.溶劑蒸發(fā)法制備包埋抗原的PLGA微球示意圖[19]；B.PLGA微球包覆重組HBsAg的掃描電鏡照[23]；C.通過改變聚乳酸與羥基乙酸比例可以調(diào)控抗原釋放速率[25]；D.PLA載體疫苗產(chǎn)生了更強(qiáng)的免疫記憶[22]；E.樹突大分子、樹突和多重抗原肽系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖[27](①與鋁佐劑對(duì)照組相比，P>0.05；②與鋁佐劑對(duì)照組相比，P<0.001)。

3 無機(jī)納米顆粒疫苗

無機(jī)材料生物降解性低，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。作為納米疫苗載體，無機(jī)納米材料需要進(jìn)行修飾，改變理化特性，以提高其生物相容性。一些無機(jī)材料，例如金、硅納米粒子，由于其固有的佐劑樣功能而被用于增強(qiáng)抗原免疫原性。

金納米粒具有良好的生物相容性、低免疫原性和高抗原負(fù)載能力，且具有強(qiáng)大的免疫刺激能力，可誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生(圖3A)[28]。ALMEIDA等[29]報(bào)道與金納米粒偶聯(lián)模式抗原OVA(AuNP-OVA)可防止抗原肽降解并將抗原靶向遞送至APCs。皮下給藥AuNP-OVA后，DCs釋放大量的細(xì)胞因子，誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生強(qiáng)烈的抗原特異性反應(yīng)(圖3B)。DRAZ等[30]報(bào)道了一種基于體內(nèi)電刺激金納米粒子進(jìn)行DNA疫苗接種的方法。等離子體納米粒子的電激發(fā)可以破壞附近細(xì)胞膜，結(jié)合金納米粒在細(xì)胞表面的聚焦和放大電場的能力，顯著誘導(dǎo)細(xì)胞穿孔并促進(jìn)DNA疫苗的吸收。與對(duì)照組(沒有納米顆粒)相比，使用此疫苗免疫的小鼠體內(nèi)基因表達(dá)水平高100倍，且針對(duì)丙型肝炎病毒的抗體和細(xì)胞免疫反應(yīng)水平顯著提高。

LI等[31]報(bào)道了一種基于多孔硅、金納米復(fù)合材料作為顆粒核來制備仿生納米疫苗用于實(shí)體瘤免疫治療的策略。據(jù)報(bào)道，這些外源性的納米顆粒核心可以有效地將腫瘤細(xì)胞膜遞送到樹突狀細(xì)胞中，以激活抗原遞呈細(xì)胞和下游的抗腫瘤免疫。此外，這種納米疫苗可作為一種光熱治療劑，與其他免疫療法協(xié)同作用，通過啟動(dòng)體內(nèi)抗腫瘤免疫反應(yīng)、減弱免疫抑制微環(huán)境，顯著抑制腫瘤的生長和轉(zhuǎn)移。

不同形態(tài)及孔徑的硅顆粒具有可變的孔隙率(圖3C，圖3D)，可增加不同抗原和佐劑的負(fù)載率，增強(qiáng)納米疫苗的靶向遞送和攝取[32-33](圖3E)。LI等[34]發(fā)展了一種介孔二氧化硅微棒，可通過靜電相互作用依次吸附聚乙烯亞胺(polyethylene endomine，PEI)和腫瘤新抗原，3 h內(nèi)快速制造腫瘤疫苗。研究發(fā)現(xiàn)，PEI與介孔二氧化硅微棒可協(xié)同激活A(yù)PCs并誘導(dǎo)炎性細(xì)胞因子的分泌，顯示出強(qiáng)大的抗腫瘤療效。碳納米管(carbon nano tube，CNTs)是一種用于遞送抗原和佐劑的另一個(gè)前瞻性平臺(tái)。CNTs可負(fù)載腫瘤睪丸抗原NY-ESO-1和佐劑 CpG，構(gòu)建具備明顯抑瘤效果的腫瘤疫苗[35]。金屬有機(jī)框架(metal-organic frame，MOF)通過將金屬離子或簇連接到有機(jī)配體構(gòu)建而成，基于MOF的平臺(tái)也可用于制備腫瘤疫苗[36]。

無機(jī)納米顆粒主要通過靜電吸附等方式攜帶抗原，易導(dǎo)致抗原不穩(wěn)定，疫苗難以長期保存。因此，迫切需要發(fā)展能夠穩(wěn)定攜帶抗原的新策略以增強(qiáng)無機(jī)納米顆粒疫苗的進(jìn)一步臨床應(yīng)用。

4 病毒載體納米疫苗

病毒樣顆粒(virus-like particles，VLPs)是由某種病毒的一個(gè)或多個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白自組裝而成的、高度結(jié)構(gòu)化的復(fù)合物。VLPs主要通過病原體相關(guān)分子模式(pathogen-associated molecular patterns，PAMPs)激活免疫反應(yīng)。PAMPs被模式識(shí)別受體識(shí)別為外來物質(zhì)后導(dǎo)致細(xì)胞因子的級(jí)聯(lián)反應(yīng)和APCs激活，有效激活體液免疫和細(xì)胞免疫[37]?；谏鲜鎏攸c(diǎn)，VLPs是一種非常理想的疫苗開發(fā)平臺(tái)(圖4A)。目前，已有多款基于VLP的疫苗成功上市，包括針對(duì)人乳頭瘤病毒的Cervarix?和Gardasil?，以及針對(duì)肝炎病毒的Sci-B-VacTM疫苗?；赩LPs的新冠疫苗富含S、M、E和(或)N抗原表位，具有高度免疫原性，可直接結(jié)合B細(xì)胞受體以激活B細(xì)胞，在小鼠中產(chǎn)生高濃度的中和抗體[38]。在臨床前研究中，也有報(bào)道通過使用Matrix-M1 佐劑以及裝載SARS-CoV和MERS-CoV的全長S蛋白的VLPs，可極大提高冠狀病毒中和抗體水平[39-40]。

A.金納米疫苗的合成、功能化修飾與應(yīng)用[28]；B.金納米疫苗促進(jìn)脾細(xì)胞釋放IFN-γ[28]；C.多孔硅微球的掃描電鏡圖片[32]；D.調(diào)節(jié)正硅酸四乙酯在環(huán)己烷中的濃度合成不同孔徑的單分散二氧化硅微球[32]；E.負(fù)載抗原的二氧化硅微球腫瘤疫苗顯著抑制腫瘤生長[33](①P<0.05；②P<0.01；③P<0.001)。

抗腫瘤研究中使用最多的是二十面體植物病毒的豇豆花葉病毒(cowpea mosaic virus，CPMV)，其衣殼大小約為28 nm。CPMV可在體外與APCs結(jié)合并被內(nèi)化[41]。腹腔注射后，CPMV蓄積于淋巴結(jié)并被APCs攝取，誘導(dǎo)APCs激活[42](圖4B，C，D，E)。接種CPMV疫苗后小鼠各器官未見明顯的損傷或炎癥跡象，表明CPMV具備良好的生物安全性[43]。VLP疫苗接種也可與放射療法、化學(xué)療法或免疫療法聯(lián)合使用來發(fā)揮抑瘤作用[44-46]。

A.擬病毒納米顆粒疫苗制備示意圖[48]；B.CPMV促進(jìn)骨髓來源DC細(xì)胞體外細(xì)胞因子的釋放[43]；C，D，E.CPMV有效抑制B16-F10黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移[43](①P<0.001；②P<0.01)。

病毒載體疫苗可被APCs攝取并協(xié)同PAMPs激活強(qiáng)大的免疫反應(yīng)，其自身無復(fù)制感染能力且具有大規(guī)模生產(chǎn)基礎(chǔ)，已經(jīng)作為一種理想的納米疫苗載體開發(fā)上市。現(xiàn)階段病毒載體疫苗的研發(fā)需要考慮如何克服“預(yù)存免疫”難題，即患者如果曾經(jīng)感染過該種病毒，其體內(nèi)可能存在病毒相關(guān)抗體，導(dǎo)致疫苗有效性顯著降低。同時(shí)，應(yīng)警惕病毒自身可能產(chǎn)生的強(qiáng)烈炎癥、組織壞死等不良后果。

5 生物膜仿生納米疫苗

作為疫苗材料，仿生納米材料功能多樣，可以高效遞送抗原至目標(biāo)部位，同時(shí)具有高生物相容性、長時(shí)間體內(nèi)循環(huán)、獨(dú)特的抗原特性、良好的柔韌性等優(yōu)點(diǎn)。

目前，大量研究利用仿生納米材料制備疫苗。例如，WANGA等[47-48]利用聚多巴胺將帶有病毒抗原和Toll樣受體激動(dòng)劑的仿生納米顆粒修飾在紅細(xì)胞表面，顯著增強(qiáng)體內(nèi)抗病毒免疫反應(yīng)(圖5A)。由于紅細(xì)胞可歸巢靶向脾臟并與APCs相互作用，錨定仿生病毒納米顆粒的紅細(xì)胞可將病毒抗原高效遞送到DCs。與對(duì)照組相比，仿生納米顆粒修飾的紅細(xì)胞在小鼠體內(nèi)成功刺激DCs成熟和活化、S1 特異性免疫球蛋白G(immunoglobulins G，IgG) 抗體的產(chǎn)生和T細(xì)胞免疫應(yīng)答(圖5B)。由于聚多巴胺在結(jié)合不同分子結(jié)構(gòu)方面具有易操作性和普適性，可裝載其他多種抗原，可作為通用平臺(tái)開發(fā)針對(duì)多種疾病的疫苗。

A.表面錨定負(fù)載病毒抗原與Toll樣受體激動(dòng)劑的仿生納米顆粒的紅細(xì)胞疫苗[47]；B.經(jīng)過修飾的紅細(xì)胞疫苗誘導(dǎo)抗體產(chǎn)生[47]；C.腫瘤細(xì)胞膜包被聚合物顆粒作為腫瘤疫苗示意圖[49]；D.腫瘤細(xì)胞膜包被的腫瘤疫苗促進(jìn)IFN-γ分泌[50](①P<0.001；②P<0.01)。

FANG等[49-50]發(fā)展了腫瘤細(xì)胞膜包裹的納米顆粒(cancer cell membrane-coated nanoparticles，CCNPs)，可作為腫瘤疫苗用于腫瘤高效治療(圖5C)。這些納米顆粒通過多種機(jī)制發(fā)揮抗腫瘤作用：① CCNPs 攜帶完整的腫瘤相關(guān)抗原，與佐劑共同遞送顯著增強(qiáng)抗原遞呈細(xì)胞活化和抗原呈遞水平；②腫瘤細(xì)胞膜來源于自體腫瘤組織，固有的同源結(jié)合能力增強(qiáng)CCNPs腫瘤靶向作用。JIANG等[51]對(duì)其進(jìn)一步優(yōu)化，設(shè)計(jì)了一種表達(dá)共刺激信號(hào)分子的腫瘤細(xì)胞膜仿生納米顆粒平臺(tái)，此體系可無需APCs直接刺激T細(xì)胞活化(圖5D)。CNNPs納米疫苗平臺(tái)包含存在于膜表面的天然抗原表位，并且通過與T細(xì)胞受體和CD28的結(jié)合直接刺激腫瘤抗原特異性T細(xì)胞激活，通過殺死表達(dá)相關(guān)抗原的腫瘤細(xì)胞而達(dá)到抑瘤目的。

細(xì)菌外膜囊泡(outer membrane vesicles，OMVs)由革蘭陰性菌外膜形成，內(nèi)含傳遞細(xì)菌信號(hào)的生化物質(zhì)，包括DNA、RNA、蛋白質(zhì)、內(nèi)毒素和相關(guān)的毒力分子等。OMVs直徑50～250 nm，具有很好的淋巴結(jié)歸巢和APCs靶向遞送能力。細(xì)菌來源OMVs中免疫刺激“危險(xiǎn)信號(hào)”使OMV成為極具吸引力的免疫佐劑。大量研究報(bào)道OMVs作為抗菌疫苗和抗癌疫苗[52-54]。例如，類鼻疽伯克霍爾德菌OMVs免疫的小鼠表現(xiàn)出T細(xì)胞記憶反應(yīng)和對(duì)類鼻疽伯克霍爾德菌和鼻疽假單胞菌的交叉保護(hù)[55]。在鋁佐劑協(xié)同作用下，銅綠假單胞菌OMVs作為抗原能夠刺激小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)，顯著降低銅綠假單胞菌感染的致死率[56]。作為免疫佐劑，OMVs也可應(yīng)用于腫瘤治療領(lǐng)域，例如OMVs可誘導(dǎo)干擾素-γ依賴的抗腫瘤反應(yīng)并促進(jìn)抗腫瘤相關(guān)細(xì)胞因子產(chǎn)生[57]。最新的研究表明，改造后的OMVs可靶向腫瘤組織。研究者將磷酸鈣殼覆蓋OMVs表面用于腫瘤治療，可有效重塑腫瘤微環(huán)境，且無明顯毒副作用。同時(shí)，pH敏感的磷酸鈣殼可中和腫瘤酸性環(huán)境，誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞從促進(jìn)腫瘤生長的M2型向抑制腫瘤生長的M1型轉(zhuǎn)變，顯著提高抗腫瘤療效[58]。

生物膜仿生納米疫苗有望成為新一代納米疫苗的主力軍，但是制備工藝普遍復(fù)雜、難以大規(guī)模生產(chǎn)、產(chǎn)品成分復(fù)雜、生產(chǎn)成本高等限制了其進(jìn)一步臨床應(yīng)用。

6 納米疫苗臨床研究進(jìn)展

目前納米疫苗已逐步用于防治傳染病或治療腫瘤，并表現(xiàn)出良好的治療效果。2021年4月22日公布的輝瑞公司新型冠狀病毒mRNA疫苗BNT162b1在中國的I期臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，BNT162b1在年輕和年長的中國成年人中均誘導(dǎo)了對(duì)包括RBD在內(nèi)的多肽庫的強(qiáng)大干擾素-T細(xì)胞應(yīng)答[59]。一種稱為DermaVir的PEI納米顆粒疫苗已經(jīng)完成了II期(NCT00711230)臨床試驗(yàn)，目前正在向III期臨床試驗(yàn)發(fā)展。DermaVir通過靶向輸送人類免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus, HIV)核酸物質(zhì)至表皮樹突狀細(xì)胞前體、朗氏細(xì)胞，誘導(dǎo)其表達(dá)大量病毒結(jié)構(gòu)基因和調(diào)節(jié)基因，刺激特異性T細(xì)胞免疫應(yīng)答。臨床試驗(yàn)證明，DermaVir可降低約70%的HIV-RNA表達(dá)。納米疫苗在臨床治療中展現(xiàn)出令人驚喜的效果，但隨著臨床研究的深入，也面臨著一些挑戰(zhàn)，例如載體體內(nèi)降解困難導(dǎo)致蓄積并產(chǎn)生不良反應(yīng)；抗體、佐劑包封率不高且遞送過程不穩(wěn)定；合成步驟復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、質(zhì)量把控困難、產(chǎn)品均一性差等。選取生物相容性好的納米載體、構(gòu)建自組裝納米疫苗體系、設(shè)計(jì)個(gè)性化治療疫苗等是未來納米疫苗潛在的發(fā)展方向。

7 結(jié)束語

傳統(tǒng)疫苗存在穩(wěn)定性差、免疫原性低、難以靶向遞送、且大劑量的佐劑易產(chǎn)生不良反應(yīng)等不足，已難以滿足社會(huì)需求。納米疫苗是基于納米技術(shù)的新一代疫苗，可以通過載體設(shè)計(jì)、表面配體修飾等方式誘導(dǎo)長期、有效的免疫反應(yīng)，具有很好的臨床應(yīng)用前景。然而，納米疫苗也存在一些問題，例如載藥效率低、不易長期儲(chǔ)存、成本較高難以大規(guī)模生產(chǎn)等困難，但隨著納米技術(shù)的發(fā)展與生產(chǎn)工藝的優(yōu)化，未來會(huì)有越來越多的納米疫苗逐步臨床轉(zhuǎn)化，為傳染病預(yù)防與腫瘤治療帶來新的希望。