【科技創(chuàng)新世界潮】
◎本報記者 張夢然
有沒有能顯著提高所有疫苗效力的通用方法？
美國西北大學國際納米技術研究所（IIN）研究人員正在為此努力。他們發(fā)現(xiàn)，使用化學和納米技術改變納米級疫苗內(nèi)部佐劑和抗原的結構位置，可大大提高疫苗的性能。
IIN所長、首席研究員查得·米爾金說：“除了成分，結構也是決定疫苗功效的關鍵因素。將抗原和佐劑置于單一結構中的位置和方式，顯著改變了免疫系統(tǒng)識別和處理它的方式?！边@種對結構的高度重視有可能提高傳統(tǒng)癌癥疫苗的有效性，而在歷史上，傳統(tǒng)癌癥疫苗效果不彰。
迄今為止，米爾金團隊研究了疫苗結構對7種不同類型癌癥的影響，包括三陰性乳腺癌、乳頭瘤病毒誘發(fā)的宮頸癌、黑色素瘤、結腸癌和前列腺癌，以確定治療每種癌癥的最有效結構。
“攪拌機”，常規(guī)疫苗的老方法
大多數(shù)常規(guī)疫苗，是將抗原和佐劑混合后注射到患者體內(nèi)。由于對疫苗結構沒有控制，因此對疫苗成分的運輸和加工控制也有限，從而對疫苗效果也很難把握。
傳統(tǒng)疫苗的一個挑戰(zhàn)是，在混合物中，一個免疫細胞可能會吸收50種抗原和一種佐劑，或者一種抗原和50種佐劑。但必須達成每一種的最佳比例，才能最大限度地提高疫苗的有效性。
鑒于此，米爾金發(fā)明了球形核酸（SNA）結構平臺，以用于新型模塊化疫苗。SNA使科學家能準確地辨認有多少抗原和佐劑被輸送到細胞，還能調(diào)整這些疫苗成分的呈現(xiàn)方式及其處理速度。這種對疫苗有效性具有很大影響的結構性考量，在傳統(tǒng)方法中基本上被忽略了。
你體內(nèi)，每個士兵都有武器
在模塊化疫苗結構中系統(tǒng)地控制抗原和佐劑位置的方法，被米爾金命名為“合理疫苗學”。它基于這樣一個概念，即疫苗成分的結構呈現(xiàn)與驅動功效的成分本身一樣重要。
米爾金稱：“通過合理疫苗學開發(fā)的疫苗，向每個免疫細胞提供精確劑量的抗原和佐劑，它們都同樣準備好去攻擊癌細胞。如果你的免疫細胞是士兵，那么傳統(tǒng)疫苗中一些士兵仍然手無寸鐵；而我們的疫苗為它們提供了一種強大的武器?！?/p>
雙拳出擊，打敗狡猾“變異者”
米爾金團隊發(fā)現(xiàn)，當改變兩種從成分角度來看幾乎相同的疫苗中的抗原位置時，其對腫瘤的治療效果會發(fā)生顯著變化：一種疫苗有效且有用，而另一種疫苗的效果要差得多。
這取決于它們在SNA結構中的位置。數(shù)據(jù)表明，將兩種不同的抗原附加到包含佐劑殼的SNA上，是“最佳位置”，也就是癌癥疫苗最有效的結構。與將相同的兩種抗原連接到兩個單獨的SNA結構相比，它導致抗原特異性T細胞活化增加30%，并且增殖的T細胞數(shù)量增加了一倍。
這些工程化的SNA納米結構，在多種動物模型中都阻止了腫瘤的生長。
許多當前的癌癥疫苗被設計為主要激活細胞毒性T細胞，這只是針對癌細胞的一種防御。由于腫瘤細胞總是在變異，它們很容易“逃脫監(jiān)視”，從而迅速使疫苗失效。如果T細胞有更多抗原來識別它，那么T細胞識別突變癌細胞的幾率也會更高。
研究人員表示，需要激活不止一種類型的T細胞，才能更容易地攻擊腫瘤細胞。免疫系統(tǒng)對抗腫瘤的細胞類型越多越好。因此，由針對多種免疫細胞類型的多種抗原組成的疫苗非常必要。
不止有效，還可開發(fā)任何癌癥疫苗
“合理疫苗學”的一大優(yōu)勢，是與SNA等納米結構一起使用時，可很容易地改變疫苗的結構以治療不同類型的疾病。
研究人員稱，這項工作的重要性在于，它為開發(fā)針對幾乎所有類型癌癥的最有效疫苗形式奠定了基礎。這將重新定義如何全面開發(fā)疫苗，包括傳染病疫苗。該研究已于1月30日發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學工程》上。
在稍早時間發(fā)表的一篇論文中，米爾金團隊還證明了疫苗結構對新冠預防的重要性，該疫苗在100%的動物實驗中表現(xiàn)出針對致命病毒感染的保護性免疫力。
米爾金稱，疫苗上抗原位置的微小變化，會顯著提高細胞間的通訊、串擾和細胞協(xié)同作用。這項研究取得的進展為人類重新思考癌癥和其他疾病疫苗的整體設計提供了一條新途徑。
