ACS Nano:纳米颗粒结合的 Toll-Like Receptor 9激动剂提高了 COVID-19疫苗的效力、持久性和广泛性

开发有效的传染病疫苗是历史上最成功的全球健康干预措施之一。尽管理想的亚单位疫苗在很大程度上依赖于抗原和佐剂的选择，但免疫系统的暴露模式和时间尺度往往被忽视。佐剂在提高免疫反应的质量和效力方面发挥着关键作用，但遗憾的是，对许多佐剂的输送控制不佳会限制其效力，并导致脱靶毒性。因此，亟需改进佐剂输送技术，以提高佐剂的功效并改善疫苗的性能。纳米颗粒的形状和大小模仿病毒结构，因此已被证明是改善抗原递送的理想载体，但在佐剂递送方面的探索却普遍较少。

近段时间，来自斯坦福大学生物工程系的Ben S. Ou教授及其团队通过开发一种基于纳米颗粒的佐剂构建物来优化 CpG 的递送，旨在提高佐剂效力。该研究表明CpG-NP 水凝胶和可溶性 CpG-NP 疫苗的单次免疫显示出卓越的抗尖峰蛋白抗体滴度和更广泛的针对免疫侵袭变体的抗体反应，报告了一种可广泛实施的 CpG-NP 平台的简便设计，提高效力从而增加疫苗的广泛性和持久性。

结果显示，CpG 的呈现密度对 TLR9 的激活有很大影响，与可溶性 CpG 相比，NP 表面 CpG 的中间密度（如 30% CpG-NPs）在体外表现出最大的效力。当这些 CpG-NPs 用作使用 SARS-CoV-2 穗状病毒蛋白的 COVID-19 候选疫苗的佐剂时，与可溶性 CpG 佐剂相比，它们能引起更好的体液反应。事实上，与可溶性 CpG 相比，由 CpG-NP 佐剂组成的疫苗能激发更强、更持久的抗体滴度，更强的对相关免疫吞噬变体的识别能力，平衡的 Th1 到 Th2 反应，以及更强的中和抗体反应。与标准 PNP 水凝胶相比，在 PNP 水凝胶中嵌入 CpG-NP 对流变特性的影响可以忽略不计。尽管 CpG-NPs 和 SARS-CoV-2 棘蛋白的理化性质不同，但固定在水凝胶网络中会产生相似的扩散特性，从而实现两种疫苗成分的持续联合递送。CpG-NP 水凝胶的单次免疫产生的体液反应与 CpG-NP 可溶性疫苗的原代增强方案相当。

CpG-NP水凝胶的单次免疫在小鼠中引发中和抗体

总之，CpG-NP 水凝胶疫苗单次免疫的良好效果可以降低临床疫苗接种成本，提高患者的依从性，最终使疫苗更快地被接受并提高疫苗接种率，而这些都是应对快速发展的大流行病的关键因素。

参考文献：

Ou BS, Baillet J, et. Nanoparticle-Conjugated Toll-Like Receptor 9 Agonists Improve the Potency, Durability, and Breadth of COVID-19 Vaccines. ACS Nano. 2024 Jan 12. doi: 10.1021/acsnano.3c09700. Epub ahead of print. PMID: 38215338.