亚细胞环境响应性的纳米材料与TLR激动剂复合制剂对疫苗免疫原性的影响

Adjuvant is an important part of vaccines. The use of small molecule adjuvants, such as resiquimod (R848) has been hindered by their serious safety issues, despite the fact that they have shown excellent anti-cancer and anti-viral efficacy. From many studies, it is known that presentation of adjuvants in particulate form has clear advantages. However, there are many design parameters to be optimized for generating effective immune responses using nanotechnology. We plan to fabricate nanoparticulate adjuvants with responsiveness to the subcellular environment as the sole variable and study the effect of responsive release of TLR agonist from the nanoparticle on vaccine immunogenicity.

免疫佐剂是疫苗的重要组成部分。小分子激动剂,如瑞喹莫特（R848），作为非常优秀的佐剂候选者具有很强的抗病毒与抗肿瘤性能，然而其安全性存在隐患。大量研究中发现，佐剂的纳米颗粒形式，相较于它们的游离态有明显的优势。然而纳米佐剂的性质对免疫反应的影响，仍然需要大量研究。我们将制备纳米佐剂，使环境响应性作为其唯一的变量，探讨TLR7/8激动剂R848在从纳米材料中的环境响应性释放能力对疫苗免疫原性的影响。

该课题主要发展了一种具有亚细胞环境响应性的纳米免疫佐剂。我们在项目初期尝试了将TLR7/8小分子激动剂瑞喹莫特包载于不同的纳米体系中。然而由于瑞喹莫特前药合成等问题的限制，我们转而探索其他新型的免疫佐剂。STING激动剂作为免疫佐剂是最具发展潜力的佐剂类型。最新免疫学研究结果表明：二价金属离子包括锰、锌、钴离子在cGAS-STING通路中具有警报和激活的作用。因此，上述二价离子具有巨大作为佐剂的潜力，然而游离金属离子毒性较大，不具备成药性。我们成功发展了一种纳米技术，将上述二价金属离子制备成纳米颗粒，并将模型抗原成功包载进纳米颗粒中。我们对纳米颗粒的物理化学性质进行了充分的表征，结果表明纳米颗粒粒度在100nm左右，粒度分布均匀，稳定性较好，且具有pH敏感性。我们在细胞和动物体内对该纳米颗粒的活性进行了表征，结果表明：含有二价金属离子的纳米颗粒在细胞上能够有效激活I型干扰素的产生。动物实验结果表明，与各对照组相比，该纳米颗粒极大增强了IgG1的产生及体液免疫反应效果。二价锰离子是一种价格非常低廉的试剂，能够将其cGAS-STING通路的激活功能通过纳米技术充分发挥出来，具有非常重要的实际应用价值。基于目前研究结果，我们申请了一项国际专利。我们下一步计划将利用该纳米颗粒体系进行更深入的研究，一方面用于新型疫苗研究，如肿瘤疫苗及传染病疫苗等，一方面用作肿瘤的免疫治疗。