金属有机纳米颗粒可实现更好的疫苗输送 更强的免疫反应

来自麻省理工学院(MIT)和其他地方的科学家在《科学进展》上发表了一篇论文，描述了一种用于传递疫苗的纳米颗粒，称为金属有机框架(MOF)，它可以在较低剂量下激发强烈的免疫反应。该论文的标题是“沸石咪唑盐框架激活内体Toll样受体并增强SARS-CoV-2刺突蛋白三聚体的免疫原性”。

在这项在小鼠身上进行的研究中，研究人员表明，MOF成功封装并传递了部分SARS-CoV-2刺突蛋白，同时一旦其在细胞内分解，它就可以充当佐剂。需要做更多的工作来确保这些颗粒可以安全地用于人类疫苗，但这些早期结果是有希望的。

麻省理工学院科赫综合癌症研究所首席研究员AnaJaklenec博士表示：“我们不仅通过纳米颗粒以更受控的方式传递蛋白质，而且这种颗粒的组成结构也起到了佐剂的作用。”以及该研究的资深作者之一。“我们能够对COVID-19蛋白产生非常特异的反应，并且与单独使用该蛋白进行疫苗接种相比，具有节省剂量的效果。”

本研究中使用的MOF称为沸石咪唑酯骨架8或ZIF-8，是由连接到四个咪唑分子的锌离子组成的四面体单元晶格。颗粒的直径通常在100至200纳米之间，这使得它们足够小，可以直接进入淋巴结或通过巨噬细胞等免疫细胞进入淋巴结。先前的研究表明，ZIF-8颗粒可以显着增强免疫反应。目前还不清楚它们到底是如何激活免疫系统的。

为了回答这个问题，研究人员设计了一种实验性疫苗，由嵌入ZIF-8颗粒中的SARS-CoV-2受体结合蛋白组成。一旦颗粒进入细胞，MOF就会分解并释放出病毒蛋白。MOF的咪唑成分随后激活Toll样受体，这有助于刺激先天免疫反应。

对接种疫苗的小鼠的淋巴结细胞进行RNA测序显示，多种免疫相关途径被激活以响应疫苗，包括TLR-7途径，从而导致细胞因子和其他炎症分子产生更多。他们还观察到，与仅接受蛋白质的小鼠相比，接种颗粒疫苗的小鼠对病毒蛋白的反应要强得多。

在这些颗粒用于疫苗之前，科学家不仅必须评估它们的安全性，还要评估它们是否可以扩大规模以进行更大规模的生产。然而，即使ZIF-8不起作用，研究人员相信他们的发现可以帮助指导专注于类似纳米粒子的工作，以提供亚单位疫苗，这些疫苗通常比mRNA疫苗更容易制造，也更便宜。

Jaklenec指出：“设计利用具有特定化学部分的纳米颗粒的新疫苗，不仅有助于抗原递送，还可以激活特定的免疫途径，有可能增强疫苗的效力。”“了解药物输送载体如何增强佐剂免疫反应对于设计新疫苗可能非常有帮助。”