叶丽林博士：新方法突破粘膜疫苗限制

　　

生物通报道：来自美国马里兰大学的研究人员巧妙的构建了一种新型的融合蛋白，解决了粘膜疫苗的关键传输问题，并提出了一种可以简化粘膜疫苗的制备，分配及传递过程的新策略，这一研究成果公布在Nature Biotechnology杂志上。

文章的第一作者是叶丽林博士，叶丽林博士早年毕业于中国农业大学，之后赴美留学，获得马里兰大学博士学位，现于埃默里大学从事博士后研究工作，师从埃默里大学疫苗研究中心主任，美国科学院院士，著名免疫学家Rafi Ahmed博士。为了更深入了解这一成果，生物通特联系了叶丽林博士，就读者感兴趣的一些问题请教了他。

（叶丽林博士坐于一台FACS仪器前，图片来源：叶丽林博士）

生物通：粘膜免疫系统对于防治传染病具有重要意义，因此近年来粘膜疫苗倍受科学家们关注，贵研究组的这一新成果研制了一种新型融合蛋白，这对于粘膜疫苗的研制具有什么意义呢？

叶博士： 绝大多数病原体，包括细菌，病毒和寄生虫，都是通过粘膜途径感染人或动物。因此，粘膜免疫系统是机体抵抗感染的第一道防线。然而，许多经粘膜感染的病原体拥有不同的策略来逃避，甚至利用 粘膜免疫系统感染机体，同时复制自己。接种疫苗是目前最有效和最经济的预防感染的方法。然而，对于一些经粘膜感染的病原体，象HIV,HSV-2，我们并没有研究和制造出有效的预防性疫苗。现在，越来越多的研究发现，局部的 粘膜免疫反应和系统性的免疫反应的协同作用能够最有效的对抗粘膜感染或经由粘膜的系统感染。所以，粘膜疫苗理论上能够最有效的预防粘膜感染，因为系统疫苗一般只引起非常微弱的粘膜免疫反应，而粘膜疫苗则有可能同时激发粘膜免疫和系统免疫。

然而，由于粘膜免疫系统的复杂性，粘膜疫苗的研发受到很多因素的制约，主要包括：疫苗抗原难于突破粘膜障碍层；粘膜固有的耐受倾向导致的微弱的免疫反应以及缺乏安全有效的佐剂。

基于新生儿IgG Fc 受体（FcRn,neonatal Fc recetpro)的粘膜疫苗模仿天然的抗体运输途径，能够有效的将融合有IgG Fc片断的亚单位疫苗从粘膜表面传递至淋巴组织，在佐剂的配合作用下诱导高效持久的 粘膜和系统免疫反应。如果在后续的不同的病毒和动物模型，包括灵长类动物模型，都能够取得象啮齿类动物模型的效果，经FcRn传递的粘膜疫苗将会直接推动粘膜疫苗的研究和发展。

生物通：在这项研究中，贵研究组主要采用了哪些实验方法，您认为主要难点在哪里？

叶博士： 在这项研究中，我们首先克隆了单核疱疹病毒的糖弹白和小鼠Ig Fc的基因，然后把它们融合在一起，再用表达系统把它们表达和纯化出来，用作免疫原。我们免疫了野生型和FcRn基因敲除老鼠，还包括未融合或突变型的免疫原，然后，详尽的分析和评价了疫苗的免疫反应和免疫效力，包括T细胞反应／B细胞反应，黏膜免疫反应/系统免疫反应，还包括免疫记忆的评价和强毒攻毒评价。

这项工作的主要难点在于前期的融合免疫原的制备，因为没有商业化的融合蛋白，大量高纯度的免疫原需要自己制备。

生物通：就您所知，目前粘膜疫苗已经在哪些方面用于临床了呢？这些疫苗相比于皮下或者肌肉注射的疫苗，有何优点和缺点呢？对于近年接连袭来的流感，粘膜疫苗是否也有其独特的功效？

叶博士： 目前只有少数的粘膜疫苗应用于临床，象脊髓灰质炎疫苗，轮状病毒疫苗和流感病毒疫苗（至今,我们还没有临床应用的亚单位粘膜疫苗，尽管其是公认的安全性最好的疫苗）。这些口服的或滴鼻的疫苗相对于注射疫苗接种方便，非专业人员可自我接种，这一点在大规模接种以应对突发的传染病时有很大的优越性，同时能减少注射针管和针头的使用，最重要的是疫苗免疫反应更接近于真实的感染引起的免疫反应，从而能更有效的预防相应的传染病。

对于流感疫苗而言，目前主要有两种，灭活的注射疫苗和滴鼻的减毒疫苗，两者都可以有效的预防相应的流感病毒感染。目前，直接的比较二者的免疫力和保护力的研究成果尚未公开发表。但从长远来讲，研发新型的流感黏膜疫苗，使其同时高效的刺激 粘膜免疫和系统免疫系统，其效果应该会优于单纯的注射疫苗，并且更有可能在遇到高致病性，高致死性的流感变异株爆发时发挥作用。

生物通：粘膜疫苗被认为是21世纪最有希望的疫苗之一，您认为这一领域的未来发展趋势是什么？

叶博士： 尽管粘膜疫苗的前景被大多数研究者所看好，但现在的粘膜疫苗研究还远滞后于现实的需要，主要的原因在于我们对于粘膜免疫系统的研究和病原与此系统的相互作用的理解并不深入，毫无疑问，类似的基础研究将会大大的促进 粘膜疫苗研发的进展。同时，新型，安全，有效的粘膜免疫佐剂和投递介质的研究也会促进粘膜疫苗研发的进程。

生物通：感谢叶博士详尽的解答了我们的困惑，相信随着粘膜免疫系统相关研究的深入，我们将能更好的利用粘膜疫苗这一对抗疾病的利器！

（生物通：王蕾）

原文摘要：
Efficient mucosal vaccination mediated by the neonatal Fc receptor
Almost all infectious diseases are initiated at mucosal surfaces, yet intramuscular or subcutaneous vaccination usually provides only minimal protection at sites of infection owing to suboptimal activation of the mucosal immune system. The neonatal Fc receptor (FcRn) mediates the transport of IgG across polarized epithelial cells lining mucosal surfaces. We mimicked this process by fusing a model antigen, herpes simplex virus type-2 (HSV-2) glycoprotein gD, to an IgG Fc fragment. Intranasal immunization, together with the adjuvant CpG, completely protected wild-type, but not FcRn knockout, mice after intravaginal challenge with virulent HSV-2 186. This immunization strategy induced efficient mucosal and systemic antibody, B- and T-cell immune responses, with stable protection for at least 6 months after vaccination in most of the immunized animals. The FcRn-IgG transcellular transport pathway may provide a general delivery route for subunit vaccines against many mucosal pathogens.