摘要:秋冬季节,流感(Flu)和呼吸道合胞病毒(RSV)总是轮番 "作怪",不仅感染高峰重叠,还可能同时入侵人体引发重症。研发一款能同时预防两种病毒的双价疫苗迫在眉睫,但疫苗界长期面临一个棘手问题 ——抗原干扰:两种疫苗成分混合后会互相 "拆台",导致免疫效果大打折扣。中国科研团队创新性地采用分区负载技术,将两种疫苗成分分别装载在可溶解微针贴(D-MAPs)的不同区域,成功解决了这一难题。实验显示,这种微针贴疫苗不仅能诱导强烈的免疫反应,还能在小鼠模型中有效抵御两种病毒的攻击,为未来临床应用奠定了坚实基础。
一、秋冬呼吸道 "双重威胁":流感与 RSV 的叠加危机
每年秋冬,呼吸道病毒感染都会进入高发期,其中流感和 RSV 是最具代表性的 "健康杀手"。这两种病毒虽然分属不同家族,却有着惊人的相似性 —— 都是单链负义 RNA 病毒,主要攻击呼吸道,尤其对婴幼儿、老年人等免疫力较弱的人群威胁巨大。
数据显示,流感每年导致全球约 10 亿人感染,300-500 万重症病例;而 RSV 每年会造成 3300 多万 5 岁以下儿童下呼吸道感染,给公共卫生系统带来沉重负担。更麻烦的是,它们的感染季高度重叠,一旦同时感染,病情会明显加重,治疗难度也会大幅提升。
长期以来,预防这两种病毒只能依靠单独接种疫苗。市场上已有针对流感的灭活疫苗、减毒活疫苗,以及针对 RSV 的重组 prefusion 蛋白疫苗(如 GSK 的 Arexvy、辉瑞的 Abrysvo),但始终没有一款能同时预防两种病毒的双价疫苗。研发这类组合疫苗,成为全球疫苗学家的重要目标。
二、疫苗界的 "内斗":抗原干扰为何成为拦路虎?
组合疫苗研发看似简单 —— 把两种疫苗成分混合在一起就行,但实际面临着一个核心障碍:抗原干扰。简单说,就是两种疫苗成分混合后,会互相影响对方的免疫效果,导致最终的保护力还不如单独接种其中一种。
为了验证这一现象,科研团队做了一个对比实验:给小鼠肌肉注射单独的流感疫苗、单独的 RSV 疫苗,以及两种疫苗的混合制剂。结果发现,单独接种时,两种疫苗都能诱导出高滴度的保护性抗体;但混合接种后,针对两种病毒的抗体水平都明显下降(图 3)。
这种 "双相干扰" 的原因目前还不完全清楚。研究人员推测,可能是两种疫苗的抗原成分在混合后发生了相互作用,形成了复合物,影响了免疫系统对它们的识别和处理。尽管 HPLC 分析没有直接发现复合物的存在,但免疫效果的下降明确证明了干扰现象的存在。这也解释了为什么很多双价疫苗的研发会卡在这一步 —— 解决不了成分间的 "内斗",组合疫苗就无从谈起。
三、黑科技登场:分区微针贴如何让疫苗 "和平共处"?
既然混合接种会引发干扰,那有没有办法让两种疫苗成分 "互不打扰" 又能同时发挥作用?科研团队想到了一个巧妙的解决方案 ——分区负载技术,而载体就是近年来备受关注的可溶解微针贴(D-MAPs)。
可溶解微针贴是一种创新的疫苗递送系统,用生物相容性好、可溶解的高分子材料(如聚乙烯醇 PVA)制成,上面布满了微小的针状结构。接种时,只需将微针贴贴在皮肤上轻轻按压,微针就能穿透表皮,在几分钟内溶解并释放疫苗成分,无需专业人员操作,也不会产生传统注射的疼痛感。
而分区负载技术,就是在同一个微针贴上,将不同的疫苗成分分别装载在互不重叠的区域(图 4A)。为了验证技术可行性,研究人员先用不同颜色的染料模拟疫苗成分,结果显示,这些染料能精准地分布在微针贴的不同 sectors,贴敷在小鼠皮肤上后,会留下清晰的非重叠颜色印记(图 4E-G),证明两种成分不会互相接触。
基于这项技术,科研团队成功制备了流感 - RSV 双价微针贴疫苗:将流感裂解疫苗(含 H1N1、H3N2、B 型流感病毒抗原)和 RSV 重组 prefusion 蛋白(rpF5)分别装载在微针贴的两个区域,既保证了接种的便利性,又从物理上避免了两种成分的直接接触,从根源上解决了抗原干扰问题。
值得一提的是,这款 RSV 重组蛋白 rpF5 还经过了特殊的结构优化 —— 通过添加二硫键、脯氨酸取代等修饰,让它能稳定保持在最易诱导抗体的构象,同时融合了 T4 纤维蛋白三聚化结构域,确保其在体内形成天然的三聚体结构(图 1B),大大提升了免疫原性。
四、实战检验:微针贴疫苗的免疫效果到底有多强?
实验室里的创新能否转化为实际的保护力?科研团队在小鼠模型中进行了全面的免疫原性和保护 efficacy 测试。
首先是免疫原性测试:给小鼠接种分区微针贴疫苗、混合微针贴疫苗(两种成分混合装载),以及传统的肌肉注射疫苗。结果显示,分区微针贴疫苗诱导的针对流感和 RSV 的特异性 IgG 抗体水平,不仅显著高于混合微针贴疫苗和肌肉注射混合疫苗,甚至超过了单独接种的单价疫苗(图 5)。其中,RSV 中和抗体滴度达到 1:512,流感血凝抑制抗体滴度超过 1:512,完全满足保护性抗体的要求。
更重要的是保护 efficacy 测试:接种疫苗两周后,用活病毒对小鼠进行鼻腔攻击。结果显示,接种分区微针贴疫苗的小鼠,肺部 RSV 病毒载量几乎降至检测下限,实现了完全清除;而接种混合疫苗或对照疫苗的小鼠,肺部仍有大量病毒残留(图 6C)。
针对流感病毒的攻击,分区微针贴疫苗同样表现出色。无论是 H1N1 型还是 B 型流感病毒攻击,接种疫苗的小鼠存活率达到 80%-100%,仅出现轻微的体重下降;而未接种疫苗的对照组小鼠,存活率仅为 20% 左右,体重下降超过 20%(图 7)。这表明,这款双价疫苗能同时为机体提供针对两种病毒的强大保护。
更令人惊喜的是,这款微针贴疫苗不需要添加传统佐剂。要知道,传统 RSV 蛋白疫苗肌肉注射时必须添加明矾佐剂才能诱导有效免疫,但流感疫苗通常不需要佐剂,这给混合疫苗的佐剂选择带来了很大困难。而微针贴的物理穿刺本身就能激活皮肤的天然免疫反应,促进炎症因子分泌,起到类似佐剂的作用,完美解决了两种疫苗对佐剂的不同需求。
五、未来可期:微针贴疫苗的更多可能性
这款分区微针贴双价疫苗的成功,不仅解决了流感 - RSV 组合疫苗的抗原干扰问题,还为其他组合疫苗的研发提供了全新思路。它的优势远不止于此:
首先是接种便利性。微针贴无需专业医护人员操作,自己在家就能完成接种,尤其适合儿童、老年人等害怕打针的人群,也能提高疫苗接种覆盖率。
其次是多价疫苗潜力。分区技术可以轻松扩展到三种甚至更多疫苗成分的组合。研究团队已经尝试在微针贴上同时装载流感、RSV 和新冠疫苗成分,结果显示能同时诱导针对三种病毒的特异性抗体,为研发 "呼吸道病毒万能疫苗" 提供了可能。
再者是质量控制优势。分区设计让每种疫苗成分都能独立检测,大大简化了组合疫苗的质量控制流程,为后续工业化生产和临床转化奠定了基础。
当然,这项技术目前还处于临床前研究阶段,未来还需要在人体临床试验中验证其安全性和有效性,同时优化微针贴的生产工艺,降低成本。但不可否认的是,分区微针贴技术已经打破了组合疫苗研发的关键瓶颈,为秋冬季节呼吸道病毒的防控提供了新的解决方案。
想象一下,未来的秋冬季节,我们不再需要排队打两针疫苗,只需贴上一片小小的微针贴,就能同时抵御流感和 RSV 的侵袭,既方便又无痛。这项来自中国科研团队的创新技术,正在让这个愿景一步步变成现实。
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