Nature：新型疫苗助力对抗癌症、艾滋病

现在来自麻省理工学院的一个工程师研究小组开发了一种新方法，可将疫苗直接传递到淋巴结处（大量免疫细胞定位在这里）：这些疫苗可通过与存在于血流中的白蛋白结合，搭乘顺风车到达淋巴结。在小鼠测试中，研究人员证实这样的疫苗可以引起非常强烈的免疫反应。这些研究结果在线发表在2月16日的《自然》（Nature）杂志上。

　　

生物通报道  许多的疫苗，包括流感、脊髓灰质炎和麻疹疫苗，都是由灭活病毒或丧失功能的病毒所构成。然而，对于某些疾病这类病毒或是无效或是会带来极大的风险。

一种更为安全的替代方法就是，用致病病毒或细菌所生成的一些蛋白质小片段来制造疫苗。这种疫苗能够对某些疾病起作用，但是在许多情况下这些疫苗不能够激起足够强烈的反应。

现在来自麻省理工学院的一个工程师研究小组开发了一种新方法，可将这样的疫苗直接传递到淋巴结处（大量免疫细胞定位在这里）：这些疫苗可通过与存在于血流中的白蛋白结合，搭乘顺风车到达淋巴结。在小鼠测试中，研究人员证实这样的疫苗可以引起非常强烈的免疫反应。这些研究结果在线发表在2月16日的《自然》（Nature）杂志上。

论文的资深作者、生物工程学、材料科学与工程学教授Darrell Irvine说：“淋巴结是初次免疫应答中所有作用发生之所。T细胞和B细胞定位在这里，我们需要让疫苗到达淋巴结处来获得免疫反应。你能够让越多的物质到达此处，就能取得越好的免疫反应。”

Irvine说，这种方法有可能特别适用于传递HIV疫苗以及刺激机体免疫系统攻击肿瘤。

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由蛋白片段或是糖片段构成的疫苗也被称作为亚单位疫苗，这类疫苗在对抗某些疾病如肝炎和白喉上取得了一些成功。为了开发出针对其他疾病的亚单位疫苗，科学家们曾尝试利用纳米粒子作为传递工具，或是采用针对淋巴结中某些免疫细胞的特异性抗体来标记它们，将它们靶向淋巴结。

然而，由于难以让所有的疫苗都到达淋巴结，无法防止某些疫苗跑到身体的其他部位引起不必要的副作用，这些策略只取得有限的成功。

Irvine研究小组基于一种将成像染料靶向淋巴结的现有程序开发出了这种新方法。外科医生利用这种称作为前哨淋巴结定位（sentinel lymph node mapping）的程序来确定肿瘤切除后癌症的转移程度。这种成像方法所采用的染料可与白蛋白紧密结合，使得它能够累积于淋巴结中。

以往的一些研究表明，当诸如染料一类的外源颗粒与白蛋白结合时，淋巴结中的免疫细胞能够有效地捕获白蛋白。“我们意识到这或许是一种可以尝试复制到疫苗中的方法——设计一种疫苗分子与白蛋白结合，搭乘便车到达淋巴结，”Irvine说。

为了获得与白蛋白结合的蛋白质片段（肽），研究人员利用了白蛋白的脂肪酸分子转运蛋白功能。白蛋白有一些结合口袋可以捕获脂性、疏水性分子，因此研究人员将一条脂质尾巴添加到了他们的疫苗肽上。

他们构建出了一些靶向HIV、黑色素瘤和宫颈癌的疫苗，并在小鼠中测试了它们。每一种疫苗都促使生成了特异性针对病毒或肿瘤肽的大量记忆T细胞。

Irvine说：“看到可以获得巨大的免疫反应，我们知道我们走对路了。当我们检测血液时，看到血液中三分之一的T细胞都是免疫特异性的T细胞，而通常情况下只能看到病毒所传递的疫苗。”

相比于肽抗原，这些白蛋白定向疫苗所激起的免疫反应强度要高5-10倍。黑色素瘤疫苗减慢了癌症生长，宫颈癌疫苗缩小了肿瘤。

苏黎世大学医院皮肤病学教授Pal Johansen（未参与该研究）说：“这的确是一种有趣的方法，所生成的结果非常有说服力。能够刺激免疫反应以及随后抑制肿瘤生长，这些结果表明有必要对其进行进一步的开发及开展临床试验。”

受控的炎症

研究人员还用佐剂——一种促进疫苗免疫反应的分子来测试了这一传递策略。将一种叫做CpG的常用佐剂靶向白蛋白显著增强了生成的炎症反应。这种传递方法还有可能提高佐剂的安全性，将它们的效应局限于淋巴结。否则，佐剂会通过血流扩散，激起身体其他部位的炎症。

“这种淋巴结靶向修饰使得几乎所有的物质都进入到引流淋巴结中，由于它集中于淋巴结中因而更加的有效，并且由于不会进入全身循环其更加的安全，”Irvine说。

研究人员正计划测试这一方法传递HIV疫苗到非人类灵长类动物体内，他们也在致力于进一步开发癌症疫苗，其中包括肺癌疫苗。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Structure-based programming of lymph-node targeting in molecular vaccines

In cancer patients, visual identification of sentinel lymph nodes (LNs) is achieved by the injection of dyes that bind avidly to endogenous albumin, targeting these compounds to LNs, where they are efficiently filtered by resident phagocytes1, 2. Here we translate this ‘albumin hitchhiking’ approach to molecular vaccines, through the synthesis of amphiphiles (amph-vaccines) comprising an antigen or adjuvant cargo linked to a lipophilic albumin-binding tail by a solubility-promoting polar polymer chain. Administration of structurally optimized CpG-DNA/peptide amph-vaccines in mice resulted in marked increases in LN accumulation and decreased systemic dissemination relative to their parent compounds, leading to 30-fold increases in T-cell priming and enhanced anti-tumour efficacy while greatly reducing systemic toxicity. Amph-vaccines provide a simple, broadly applicable strategy to simultaneously increase the potency and safety of subunit vaccines.