與來(lái)自UNC-Chapel Hill和杜克大學(xué)的同事一起，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的Randall B. Terry Jr.杰出教授和北卡羅來(lái)納州立大學(xué)/UNC-Chapel Hill生物醫(yī)學(xué)工程聯(lián)合系的教授Ke Cheng監(jiān)督了疫苗原型從概念驗(yàn)證到動(dòng)物研究的開(kāi)發(fā)過(guò)程。

Cheng說(shuō)："我們想解決與疫苗輸送相關(guān)的幾個(gè)挑戰(zhàn)。首先，通過(guò)肌肉注射疫苗會(huì)使其進(jìn)入肺部系統(tǒng)的效率較低，因此會(huì)限制其療效。吸入式疫苗將增加其對(duì)COVID-19的益處。"

"第二，目前配方的mRNA疫苗需要冷庫(kù)和訓(xùn)練有素的醫(yī)務(wù)人員來(lái)提供它們。一種在室溫下穩(wěn)定且可自行注射的疫苗將大大減少病人的等待時(shí)間以及大流行期間醫(yī)療行業(yè)的壓力。然而，要使它通過(guò)吸入方式發(fā)揮作用，必須重新制定輸送機(jī)制。"

(資料圖片僅供參考)

研究人員采用了肺球形細(xì)胞（LSCs）釋放的外泌體（Exo）來(lái)直接向肺部輸送疫苗。被稱為外泌體的納米囊泡最近被認(rèn)為是一種有效的藥物輸送方法。

首先，研究人員觀察了LSC-Exo是否能夠?qū)⒌鞍踪|(zhì)或mRNA"載體"運(yùn)送到整個(gè)肺部。研究人員將LSC-Exo的分布和保留與類似于目前用于mRNA疫苗的脂質(zhì)納米顆粒的納米顆粒相比較。在《細(xì)胞外囊》(Extracellular Vesicle)雜志上的一篇論文中，研究人員證明，與合成脂質(zhì)體顆粒相比，肺部衍生的納米顆粒在向支氣管和深層肺組織輸送mRNA和蛋白質(zhì)貨物方面更加有效。

隨后，研究人員通過(guò)用SARS-CoV-2病毒的部分穗狀蛋白--被稱為受體結(jié)合域或RBD--裝飾LSC-Exo的外部，創(chuàng)造并測(cè)試了一種可吸入的、基于蛋白質(zhì)的病毒樣顆粒（VLP）疫苗。一篇描述該研究的論文發(fā)表在《自然-生物醫(yī)學(xué)工程》上。

"疫苗可以通過(guò)各種方式發(fā)揮作用，"Cheng說(shuō)。"例如，mRNA疫苗向你的細(xì)胞提供一個(gè)腳本，指示它產(chǎn)生對(duì)尖峰蛋白的抗體。另一方面，這種VLP疫苗將部分尖峰蛋白引入體內(nèi)，觸發(fā)免疫系統(tǒng)產(chǎn)生尖峰蛋白的抗體。"

在嚙齒動(dòng)物模型中，RBD裝飾的LSC-Exo疫苗（RBD-Exo）引起了對(duì)RBD的特異性抗體的產(chǎn)生，并在兩劑疫苗后保護(hù)嚙齒動(dòng)物免受SARS-CoV-2活體感染。此外，RBD-Exo疫苗在室溫下保持了三個(gè)月的穩(wěn)定性。

研究人員指出，雖然這項(xiàng)工作很有希望，但在大規(guī)模生產(chǎn)和純化外泌體方面仍然存在挑戰(zhàn)。LSCs是用于生成RBD-Exo的細(xì)胞類型，目前正處于同一研究人員進(jìn)行的一期臨床試驗(yàn)中，用于治療退行性肺部疾病患者。

Cheng說(shuō)："一種可吸入的疫苗將賦予粘膜和全身免疫力，它更方便儲(chǔ)存和分發(fā)，并且可以大規(guī)模地自我管理。因此，盡管在擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模方面仍然存在挑戰(zhàn)，但我們相信這是一種有前途的疫苗，值得進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā)。"

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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2773041722000014?via%3Dihub

https://www.nature.com/articles/s41551-022-00902-5