近日,我院李凤教授团队与新型疫苗国家工程研究中心合作在新型纳米疫苗技术与免疫调控材料领域取得重要进展,围绕提升亚单位疫苗免疫效果、突破传统佐剂的细胞免疫激活不足等关键科学问题,连续在《Journal of the American Chemical Society》(JACS)和《Angewandte Chemie International Edition》发表两项研究成果。
疫苗作为预防和控制传染性疾病的重要技术手段,其发展正由传统疫苗向精准化、智能化的新一代疫苗体系迈进。然而,当前广泛应用的亚单位疫苗虽然具有安全性高、成分明确等优势,但由于缺乏有效的先天免疫刺激信号,往往存在细胞免疫激活不足、免疫记忆持续时间有限等瓶颈,尤其是在应对呼吸道病毒感染、复杂病毒以及需要强效T细胞免疫保护的疾病时,仍面临重要挑战。针对上述问题,科研团队围绕“纳米材料精准设计驱动免疫信号高效调控与持久保护”这一研究方向,发展了一系列具有多通路协同免疫激活能力的新型纳米佐剂和纳米疫苗平台。

在发表于《Journal of the American Chemical Society》的研究中,团队提出了一种基于正交纳米佐剂设计理念的新型RSV亚单位疫苗平台。该体系利用Mn/Al层状双金属氢氧化物(Mn/Al-LDH)纳米材料作为免疫调控载体,并结合含CpG序列的DNA结构,实现不同免疫通路的协同激活。其中,铝组分主要促进抗体介导的体液免疫,而锰离子与CpG分别激活cGAS-STING和Toll样受体(TLR)相关通路,从而形成类似“高熵免疫刺激效应”的多维免疫激活模式。研究发现,该纳米疫苗能够显著促进抗原递呈细胞活化,提高CD4⁺和CD8⁺ T细胞应答水平,并建立长期免疫记忆。在RSV感染动物模型中,该策略相比传统铝佐剂疫苗表现出更强的病毒清除能力和肺组织保护效果,为开发新一代RSV疫苗及其他病毒疫苗提供了新的技术路径。

与此同时,团队在《Angewandte Chemie International Edition》发表的另一项研究中,进一步发展了一种基于锰焦磷酸盐矿化DNA的纳米疫苗平台。该体系通过滚环扩增技术构建功能化DNA长链,并利用锰离子介导的生物矿化过程,在常温、常压及生理pH条件下一步法形成焦磷酸锰(Mn2PPi)矿化的DNA纳米佐剂,实现免疫刺激分子的精准整合。

该研究揭示,Mn²⁺与CpG DNA能够发挥协同免疫调控作用,通过同时激活TLR9和cGAS-STING信号通路,有效增强Th1型细胞免疫反应,弥补传统铝盐佐剂在诱导细胞免疫方面的不足。动物实验进一步证明,该纳米佐剂体系能够显著提高抗原特异性细胞免疫水平,并促进更加均衡和持久的免疫保护。

上述两项研究体现了科研团队在纳米材料设计、免疫佐剂开发以及疫苗递送技术领域的持续创新能力。通过构建“材料结构设计-免疫信号调控-疫苗效应评价”的系统研究体系,团队突破了传统单一佐剂免疫激活模式,提出了多通路协同调控的新策略,为下一代疫苗技术的发展提供了重要理论依据和技术储备。
未来,团队将继续围绕重大传染病防控需求,聚焦新型纳米递送系统、复合型免疫佐剂以及精准疫苗设计等方向,推动基础研究成果向创新疫苗产品和转化应用加速迈进,为我国生物医药领域自主创新和疫苗技术升级贡献力量。

