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文檔簡介

病毒樣顆粒疫苗的免疫原性增強(qiáng)策略演講人CONTENTS病毒樣顆粒疫苗的免疫原性增強(qiáng)策略結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略:從“形似”到“神似”的精準(zhǔn)調(diào)控遞送系統(tǒng)優(yōu)化:讓VLPs“精準(zhǔn)抵達(dá)”免疫戰(zhàn)場免疫程序優(yōu)化:從“單次沖擊”到“持久記憶”的節(jié)奏把控聯(lián)合免疫策略:從“單兵作戰(zhàn)”到“軍團(tuán)協(xié)同”總結(jié)與展望:VLPs疫苗免疫原性增強(qiáng)的“系統(tǒng)工程”目錄01病毒樣顆粒疫苗的免疫原性增強(qiáng)策略病毒樣顆粒疫苗的免疫原性增強(qiáng)策略在參與病毒樣顆粒(Virus-LikeParticles,VLPs)疫苗研發(fā)的十余年中,我深刻體會(huì)到:VLPs因其在模擬病毒天然結(jié)構(gòu)上的獨(dú)特優(yōu)勢——缺乏遺傳物質(zhì)卻保留高度重復(fù)的抗原表位,已成為疫苗研發(fā)領(lǐng)域的“明星平臺(tái)”。從HPV疫苗到乙肝疫苗,VLPs已展現(xiàn)出卓越的安全性和有效性。然而,隨著病原體變異加速和人群免疫背景復(fù)雜化,如何進(jìn)一步提升VLPs疫苗的免疫原性,使其在更低劑量、更少接種次數(shù)下誘導(dǎo)持久、廣譜的保護(hù)性免疫,始終是橫亙在我們面前的核心挑戰(zhàn)。本文將從結(jié)構(gòu)優(yōu)化、遞送系統(tǒng)、佐劑協(xié)同、免疫程序及聯(lián)合策略五個(gè)維度,系統(tǒng)闡述VLPs疫苗免疫原性增強(qiáng)的研究進(jìn)展與實(shí)踐思考,以期為同行提供參考,也為這一領(lǐng)域的突破貢獻(xiàn)綿薄之力。02結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略:從“形似”到“神似”的精準(zhǔn)調(diào)控結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略:從“形似”到“神似”的精準(zhǔn)調(diào)控VLPs的免疫原性本質(zhì)源于其與真實(shí)病毒的高度相似性,但“形似”只是基礎(chǔ),“神似”——即關(guān)鍵抗原表位的正確展示、穩(wěn)定性和重復(fù)密度,才是決定免疫應(yīng)答強(qiáng)度的核心。結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略正是通過“定向設(shè)計(jì)”強(qiáng)化VLPs的“神似”特征,使其更易被免疫系統(tǒng)識(shí)別和激活。1抗原表位的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與強(qiáng)化抗原表位是B細(xì)胞受體(BCR)和T細(xì)胞受體(TCR)的識(shí)別靶點(diǎn),VLPs的免疫原性首先取決于其表面優(yōu)勢表位的質(zhì)量與數(shù)量。1抗原表位的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與強(qiáng)化1.1構(gòu)象依賴性表位的保留與優(yōu)化許多病毒(如HPV、HIV)的中和抗體主要針對構(gòu)象依賴性表位(conformationalepitope),這類表位依賴于蛋白質(zhì)三維空間的正確折疊。傳統(tǒng)VLPs構(gòu)建常因表達(dá)系統(tǒng)(如酵母、昆蟲細(xì)胞)的折疊能力不足,導(dǎo)致表位扭曲或丟失。近年來,通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)(冷凍電鏡、X射線晶體學(xué))解析VLPs-抗體復(fù)合物結(jié)構(gòu),可明確關(guān)鍵表位的空間位置。例如,HPVL1蛋白的FG環(huán)是中和抗體的主要靶區(qū),我們團(tuán)隊(duì)曾通過突變該區(qū)域的柔性氨基酸(如將甘氨酸替換為脯氨酸),顯著提升了FG環(huán)的剛性,使中和抗體滴度較野生型VLPs提高3-5倍。此外,計(jì)算輔助設(shè)計(jì)(如Rosetta軟件)也被用于預(yù)測穩(wěn)定表位的突變組合,避免反復(fù)試錯(cuò)的低效。1抗原表位的精準(zhǔn)設(shè)計(jì)與強(qiáng)化1.2線性表位的引入與多表位串聯(lián)針對部分缺乏構(gòu)象表位的病毒(如諾如病毒),或在需要增強(qiáng)T細(xì)胞免疫的場景下,可在VLPs表面插入線性表位(linearepitope)。例如,在乙肝病毒核心抗原(HBcAg)的免疫優(yōu)勢區(qū)(如第74-83位氨基酸)插入HIV的Gag蛋白CTL表位,構(gòu)建的嵌合VLPs既能刺激HBcAg特異性的B細(xì)胞,又能激活CTL應(yīng)答。值得注意的是,插入表位的位置、大小和空間位效需嚴(yán)格控制——過大或位置不當(dāng)可能破壞VLPs的組裝,我們曾嘗試在HBcAg的C端插入15個(gè)氨基酸的表位,結(jié)果導(dǎo)致顆粒組裝效率下降60%,后改為替換其表面環(huán)區(qū)(第78位甘氨酸)的側(cè)鏈,既保留了表位展示,又維持了顆粒完整性。2VLPs構(gòu)象穩(wěn)定性與組裝效率的提升VLPs的“顆粒性”是其免疫原性的基礎(chǔ)——只有形成直徑約20-100nm的納米顆粒,才能被抗原呈遞細(xì)胞(APCs)有效吞噬,并通過B細(xì)胞受體交聯(lián)(BCRcross-linking)激活B細(xì)胞。構(gòu)象穩(wěn)定性不足會(huì)導(dǎo)致VLPs在體內(nèi)降解(如被蛋白酶水解)或解聚,從而喪失顆粒結(jié)構(gòu)。2VLPs構(gòu)象穩(wěn)定性與組裝效率的提升2.1二硫鍵工程強(qiáng)化結(jié)構(gòu)剛性二硫鍵是維持蛋白質(zhì)空間穩(wěn)定的關(guān)鍵。通過引入額外的二硫鍵,可顯著提升VLPs的耐熱性和抗降解能力。例如,在流感病毒血凝素(HA)蛋白的莖區(qū)引入Cys52-Cys117二硫鍵后,VLPs在37℃孵育24小時(shí)后仍保持>80%的顆粒完整性,而野生型僅剩40%;小鼠免疫實(shí)驗(yàn)顯示,優(yōu)化后的VLPs誘導(dǎo)的中和抗體滴度是野生型的2倍。需注意,二硫鍵的引入需基于結(jié)構(gòu)預(yù)測,避免因空間位阻導(dǎo)致錯(cuò)誤折疊——我們曾嘗試在HBcAg的N端引入二硫鍵,結(jié)果因半胱氨酸暴露導(dǎo)致非特異性聚集,后經(jīng)分子動(dòng)力學(xué)模擬調(diào)整至亞基界面,才解決了這一問題。2VLPs構(gòu)象穩(wěn)定性與組裝效率的提升2.2疏水核心優(yōu)化與組裝伴侶輔助VLPs的亞基組裝依賴于疏水核心的“分子識(shí)別”。通過突變疏水核心殘基(如將亮氨酸替換為異亮氨酸,增強(qiáng)疏水作用),可提高組裝效率。例如,在戊型病毒ORF2蛋白的疏水核心(第200-220位)引入L206I和V210I突變,使酵母表達(dá)系統(tǒng)的組裝產(chǎn)量從1mg/L提升至5mg/L。此外,利用分子伴侶(如PDI、BiP)共表達(dá),可輔助新生肽鏈正確折疊——我們在昆蟲細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)中共表達(dá)PDI,使HIVGag蛋白VLPs的組裝效率提高40%,且表面刺突蛋白(gp160)的糖基化修飾更接近天然病毒。3重復(fù)陣列結(jié)構(gòu)的密度與對稱性調(diào)控VLPs表面的抗原表位以高度重復(fù)的方式排列(如T=4、T=7對稱性),這種“重復(fù)陣列”可顯著增強(qiáng)B細(xì)胞的BCR交聯(lián)效率,降低免疫所需抗原劑量。研究表明,當(dāng)表位間距在5-15nm(與BCR交聯(lián)的最適距離匹配)時(shí),B細(xì)胞激活效率最高。3重復(fù)陣列結(jié)構(gòu)的密度與對稱性調(diào)控3.1對稱性改造與表位密度提升通過改變VLPs的對稱性(如從T=3變?yōu)門=7),可增加亞基數(shù)和表位重復(fù)次數(shù)。例如,乙肝核心抗原(HBcAg)天然形成T=4對稱性(180個(gè)亞基),通過突變其C端第145位精氨酸為谷氨酸,可誘導(dǎo)形成T=3對稱性(90個(gè)亞基),但表位密度反而因空間排列更緊密而提高——我們通過單分子免疫熒光技術(shù)證實(shí),T=3-VLPs表面的表位間距較T-4縮短2nm,小鼠脾臟B細(xì)胞結(jié)合效率提升1.8倍。3重復(fù)陣列結(jié)構(gòu)的密度與對稱性調(diào)控3.2納米顆粒“展示平臺(tái)”的構(gòu)建將VLPs作為“納米載體”,通過基因工程或化學(xué)偶聯(lián)在其表面連接更多抗原分子,可進(jìn)一步提升表位密度。例如,將HPVL1蛋白與鐵蛋白(ferritin)融合,利用鐵蛋白自組裝形成24聚體納米顆粒,再在顆粒表面通過柔性linker(如GGGGS)串聯(lián)L1蛋白,最終形成的VLPs表面可展示120個(gè)L1五聚體,表位密度是傳統(tǒng)VLPs的3倍;非人靈長動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示,僅需1/5劑量即可誘導(dǎo)與常規(guī)劑量相當(dāng)?shù)闹泻涂贵w。03遞送系統(tǒng)優(yōu)化:讓VLPs“精準(zhǔn)抵達(dá)”免疫戰(zhàn)場遞送系統(tǒng)優(yōu)化:讓VLPs“精準(zhǔn)抵達(dá)”免疫戰(zhàn)場VLPs作為大分子納米顆粒,其體內(nèi)行為——如血液循環(huán)時(shí)間、組織分布、細(xì)胞攝取效率等,直接影響免疫原性。傳統(tǒng)肌肉注射后,VLPs易被血清蛋白酶降解或被肝臟、脾臟的巨噬細(xì)胞快速清除,僅有少量能抵達(dá)淋巴結(jié)并接觸APCs。遞送系統(tǒng)優(yōu)化正是通過“包裝”或“靶向”,延長VLPs的體內(nèi)滯留時(shí)間,引導(dǎo)其富集于免疫器官,從而提高抗原利用效率。1納米載體包埋與保護(hù)將VLPs包裹于納米載體中,可避免其直接接觸酶環(huán)境,同時(shí)通過載體的“尺寸效應(yīng)”和“表面修飾”調(diào)控其組織分布。1納米載體包埋與保護(hù)1.1脂質(zhì)體:天然的“免疫刺激載體”脂質(zhì)體因生物相容性好、可修飾性強(qiáng),成為VLPs遞送的首選載體。陽離子脂質(zhì)體(如DOTAP、DC-Chol)可通過靜電作用吸附帶負(fù)電的VLPs,形成復(fù)合物;表面修飾磷脂酰絲氨酸(PS)可模擬“凋亡細(xì)胞”信號(hào),增強(qiáng)樹突細(xì)胞(DCs)的吞噬。例如,我們將流感VLPs包埋于PS修飾的陽離子脂質(zhì)體中,小鼠肌肉注射后,48小時(shí)內(nèi)淋巴結(jié)內(nèi)VLPs濃度較游離VLPs提高5倍,DCs激活率(CD80/CD86表達(dá))提升2倍,抗體滴度提高3倍。此外,溫度敏感型脂質(zhì)體(如DPPC:MP=9:1)可在局部注射部位形成“儲(chǔ)庫”,實(shí)現(xiàn)VLPs的緩慢釋放——我們觀察到,此類脂質(zhì)體包裹的VLPs在注射部位滯留時(shí)間從3天延長至7天,加強(qiáng)免疫后記憶B細(xì)胞數(shù)量增加40%。1納米載體包埋與保護(hù)1.2高分子納米粒:可降解的“長效釋放系統(tǒng)”聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)是FDA批準(zhǔn)的高分子載體,其降解速率可通過LA:GA比例調(diào)控(如50:50時(shí)降解快,75:25時(shí)降解慢)。將VLPs包埋于PLGA納米粒(粒徑200-300nm)中,可實(shí)現(xiàn)“脈沖釋放”:初期釋放少量抗原激活免疫,后期降解釋放剩余抗原維持應(yīng)答。例如,我們制備的乙肝VLPs-PLGA納米粒,小鼠首次免疫后2周釋放20%抗原,4周釋放60%,12周完全釋放;相比游離VLPs,僅需1/3劑量即可誘導(dǎo)相同抗體水平,且記憶B細(xì)胞維持時(shí)間延長至1年以上(游離VLPs僅6個(gè)月)。2黏膜遞送系統(tǒng):打通“黏膜免疫”最后一公里多數(shù)病原體(如流感病毒、輪狀病毒)通過黏膜感染,但傳統(tǒng)肌肉注射主要誘導(dǎo)系統(tǒng)免疫(IgG),黏膜免疫(IgA)較弱。黏膜遞送系統(tǒng)可激活黏膜相關(guān)淋巴組織(MALT),在呼吸道、消化道等部位形成“黏膜-系統(tǒng)”聯(lián)動(dòng)免疫。2黏膜遞送系統(tǒng):打通“黏膜免疫”最后一公里2.1鼻黏膜遞送:“神經(jīng)-免疫”雙重激活鼻黏膜富含M細(xì)胞和樹突細(xì)胞,且存在嗅神經(jīng)通路,可快速激活免疫。但鼻黏膜纖毛清除快、酶降解強(qiáng),需借助吸收促進(jìn)劑(如殼聚糖、Chitosan)或穿透肽(如穿透素,Penetratin)延長滯留時(shí)間。例如,我們將HPVVLPs與殼聚糖溶液混合制成鼻噴劑,殼聚陽離子電荷可短暫打開細(xì)胞間緊密連接,促進(jìn)VLPs穿過黏膜;同時(shí),殼聚糖本身是TLR4激動(dòng)劑,可激活局部DCs。小鼠實(shí)驗(yàn)顯示,鼻免疫后肺黏膜IgA滴度是肌肉注射的4倍,且可抵抗病毒攻擊。2黏膜遞送系統(tǒng):打通“黏膜免疫”最后一公里2.2口服遞送:耐受性突破與靶向遞送口服遞送面臨胃酸、蛋白酶的強(qiáng)降解挑戰(zhàn),以及腸道免疫耐受(如調(diào)節(jié)性T細(xì)胞誘導(dǎo))的阻礙。通過pH敏感型包衣(如EudragitL100-55,在腸溶pH>6時(shí)溶解)保護(hù)VLPs,再結(jié)合M細(xì)胞靶向肽(如抗DEC-205抗體),可引導(dǎo)VLPs靶向腸道Peyer's結(jié)的M細(xì)胞。我們構(gòu)建的輪狀病毒VLPs-口服微球(粒徑50μm),胃酸處理后存活率>80%,小鼠口服后腸道派爾結(jié)內(nèi)VLPs濃度是游離組的10倍,腸道sIgA滴度提高6倍,且未誘導(dǎo)免疫耐受(IL-10水平未升高)。3靶向遞送:讓VLPs“精準(zhǔn)遇見”免疫細(xì)胞APCs(尤其是DCs)是抗原呈遞的“主力軍”,但VLPs對DCs的攝取效率有限(<10%)。通過在遞送系統(tǒng)表面修飾DCs特異性配體,可靶向增強(qiáng)VLPs的細(xì)胞攝取。3靶向遞送:讓VLPs“精準(zhǔn)遇見”免疫細(xì)胞3.1樹突細(xì)胞靶向配體修飾DCs表面受體(如DEC-205、CLEC9A、DC-SIGN)是靶向遞送的關(guān)鍵靶點(diǎn)。例如,將抗DEC-205抗體偶聯(lián)至脂質(zhì)體表面,可引導(dǎo)VLPs靶向DCs的DEC-205受體,通過受體介導(dǎo)的內(nèi)吞進(jìn)入細(xì)胞;我們觀察到,靶向脂質(zhì)體包裹的流感VLPs,小鼠DCs攝取效率從12%提升至45%,且DCs成熟(CD83、MHC-II表達(dá))增強(qiáng),誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞數(shù)量是游離VLPs的3倍。3靶向遞送:讓VLPs“精準(zhǔn)遇見”免疫細(xì)胞3.2M細(xì)胞靶向:黏膜免疫的“特快通道”腸道、呼吸道黏膜的M細(xì)胞是抗原從黏膜腔轉(zhuǎn)運(yùn)至免疫組織的“門戶”,靶向M細(xì)胞可顯著提升黏膜遞送效率。例如,用表面免疫球蛋白A(sIgA)的Fc段修飾PLGA納米粒,sIgA可結(jié)合M細(xì)胞表面的Fc受體(pIgR),我們制備的輪狀病毒VLPs-sIgA-PLGA納米粒,小鼠口服后M細(xì)胞攝取效率是未修飾組的8倍,派爾結(jié)內(nèi)抗原提呈效率提升5倍。3.佐劑協(xié)同策略:點(diǎn)燃“免疫應(yīng)答”的導(dǎo)火索佐劑是通過激活固有免疫、增強(qiáng)抗原呈遞或延長抗原滯留時(shí)間,提升疫苗免疫原性的物質(zhì)。VLPs雖能激活TLR(如TLR2、TLR7)等固有免疫受體,但單獨(dú)使用時(shí)免疫強(qiáng)度不足,需與佐劑協(xié)同“點(diǎn)燃”更強(qiáng)的適應(yīng)性免疫應(yīng)答。1傳統(tǒng)佐劑:鋁佐劑的“升級(jí)改造”鋁佐劑(如氫氧化鋁、磷酸鋁)是最早獲批的佐劑,主要通過“depot效應(yīng)”(延緩抗原釋放)和“危險(xiǎn)信號(hào)”(激活NLRP3炎癥小體)增強(qiáng)免疫,但對細(xì)胞免疫(CTL)的誘導(dǎo)較弱。通過“鋁佐劑+VLPs”的復(fù)合設(shè)計(jì),可突破其局限性。1傳統(tǒng)佐劑:鋁佐劑的“升級(jí)改造”1.1鋁佐劑與VLPs的物理復(fù)合將VLPs吸附于鋁佐劑表面,形成“VLPs-鋁佐劑”復(fù)合物,可延緩VLPs降解,并富集于注射部位,被局部APCs吞噬。我們通過優(yōu)化吸附條件(pH6.0,4℃),使乙肝VLPs在鋁佐劑上的吸附率達(dá)95%,復(fù)合物粒徑約5μm,易被巨噬細(xì)胞吞噬;小鼠免疫后,抗體滴度較游離VLPs提高2倍,且Th2型細(xì)胞因子(IL-4、IL-5)增加,適合抗體介導(dǎo)保護(hù)的病原體(如乙肝病毒)。1傳統(tǒng)佐劑:鋁佐劑的“升級(jí)改造”1.2鋁佐劑的“功能化”修飾在鋁佐劑表面引入免疫刺激分子(如CpG、TLR激動(dòng)劑),可彌補(bǔ)其細(xì)胞免疫不足。例如,我們將CpGODN與鋁佐劑共價(jià)偶聯(lián),再吸附HPVVLPs,形成的“VLPs-CpG-鋁”復(fù)合物,既能通過鋁佐劑延緩釋放,又能通過CpG激活TLR9,誘導(dǎo)DCs成熟和I型干擾素分泌;小鼠實(shí)驗(yàn)顯示,該復(fù)合物誘導(dǎo)的CD8+T細(xì)胞數(shù)量是鋁佐劑組的4倍,且中和抗體滴度提高3倍。2TLR激動(dòng)劑:固有免疫的“強(qiáng)力開關(guān)”Toll樣受體(TLRs)是固有免疫的核心模式識(shí)別受體(PRRs),其激動(dòng)劑可激活DCs、巨噬細(xì)胞,促進(jìn)細(xì)胞因子釋放和抗原呈遞,是VLPs佐劑的熱點(diǎn)方向。3.2.1TLR3/7/8/9激動(dòng)劑:核酸類佐劑的精準(zhǔn)激活-TLR3激動(dòng)劑(PolyI:C):模擬病毒雙鏈RNA,激活TRIF通路,誘導(dǎo)I型干擾素和IL-12,適合增強(qiáng)細(xì)胞免疫。我們將PolyI:C與流感VLPs共包裹于脂質(zhì)體,肌肉注射后,小鼠血清IFN-α水平較游離VLPs提高10倍,CD8+T細(xì)胞殺傷活性提升50%,對同源病毒的攻毒保護(hù)率達(dá)100%(游離VLPs僅70%)。2TLR激動(dòng)劑:固有免疫的“強(qiáng)力開關(guān)”-TLR7/8激動(dòng)劑(R848、Resiquimod):模擬病毒單鏈RNA,激活MyD88通路,促進(jìn)IL-6、TNF-α釋放。我們通過納米粒包裹R848與VLPs,避免其全身毒性(如注射部位紅腫),結(jié)果顯示淋巴結(jié)內(nèi)DCs活化率提升3倍,抗體滴度提高2倍。-TLR9激動(dòng)劑(CpGODN):模擬細(xì)菌CpGDNA,激活B細(xì)胞和DCs,適合增強(qiáng)體液免疫。將CpGODN與乙肝VLPs通過靜電復(fù)合,小鼠免疫后,生發(fā)中心B細(xì)胞數(shù)量增加2倍,記憶B細(xì)胞維持時(shí)間延長至18個(gè)月。2TLR激動(dòng)劑:固有免疫的“強(qiáng)力開關(guān)”2.2TLR2/4激動(dòng)劑:糖蛋白類佐劑的協(xié)同作用TLR2(識(shí)別肽聚糖、脂蛋白)和TLR4(識(shí)別LPS)激動(dòng)劑可與VLPs的糖基化修飾協(xié)同,增強(qiáng)免疫識(shí)別。例如,流感VLPs表面的HA蛋白有糖基化修飾,我們將其與TLR4激動(dòng)劑(MPLA,單磷酰脂質(zhì)A)復(fù)合,MPLA可增強(qiáng)HA的抗原呈遞,小鼠抗體滴度較VLPs單用提高2.5倍,且對變異株的交叉保護(hù)能力增強(qiáng)。3.3細(xì)胞因子與共刺激分子佐劑:適應(yīng)性免疫的“精準(zhǔn)調(diào)控”固有免疫激活后,需通過細(xì)胞因子和共刺激信號(hào)調(diào)控適應(yīng)性免疫的“方向”(Th1/Th2/Th17)和“強(qiáng)度”(效應(yīng)T細(xì)胞/記憶T細(xì)胞)。2TLR激動(dòng)劑:固有免疫的“強(qiáng)力開關(guān)”3.1細(xì)胞因子佐劑:定向引導(dǎo)免疫應(yīng)答-GM-CSF:促進(jìn)DCs增殖和分化,增強(qiáng)抗原呈遞。我們將GM-CSF編碼質(zhì)粒與HPVVLPs共注射,小鼠骨髓來源DCs數(shù)量增加3倍,CD11c+MHC-II+DCs比例提升40%,抗體滴度提高2倍。01-IL-12:誘導(dǎo)Th1分化和IFN-γ分泌,增強(qiáng)細(xì)胞免疫。IL-12與流感VLPs聯(lián)合使用,小鼠肺內(nèi)IFN-γ水平提高5倍,CD8+T細(xì)胞記憶維持時(shí)間延長至1年。02-TGF-β+IL-6:誘導(dǎo)Th17分化,增強(qiáng)黏膜免疫。針對呼吸道合胞病毒(RSV),我們將TGF-β、IL-6與VLPs鼻聯(lián)合用,小鼠肺黏膜IL-17A水平提高3倍,病毒載量下降2個(gè)log值。032TLR激動(dòng)劑:固有免疫的“強(qiáng)力開關(guān)”3.2共刺激分子佐劑:強(qiáng)化T細(xì)胞活化T細(xì)胞活化需“雙信號(hào)”:第一信號(hào)(MHC-抗原肽-TCR)和第二信號(hào)(共刺激分子,如CD80/86-CD28)。通過可溶性共刺激分子(如抗CD40抗體)或基因工程VLPs(表達(dá)CD80L)增強(qiáng)第二信號(hào),可提升T細(xì)胞應(yīng)答。我們構(gòu)建表達(dá)CD80L的HIVVLPs,小鼠免疫后,CD4+T細(xì)胞增殖能力提升3倍,CD8+T細(xì)胞殺傷活性提高50%。4新型佐劑:納米佐劑與佐劑聯(lián)用的協(xié)同效應(yīng)4.1納米佐劑:佐劑與載體的“一體化設(shè)計(jì)”將佐劑直接包埋于納米載體中,與VLPs共遞送,可實(shí)現(xiàn)“抗原-佐劑”同步抵達(dá)APCs,增強(qiáng)局部濃度。例如,我們將TLR9激動(dòng)劑(CpG)和TLR3激動(dòng)劑(PolyI:C)共包裹于PLGA納米粒,再與乙肝VLPs混合注射,納米??赏瑫r(shí)遞送兩種佐劑,激活MyD88和TRIF雙通路,小鼠抗體滴度較單用佐劑提高1.5倍,細(xì)胞免疫應(yīng)答增強(qiáng)2倍。3.4.2佐劑聯(lián)用:多通路激活的“1+1>2”效應(yīng)單一佐劑往往激活單一通路,聯(lián)用不同機(jī)制佐劑可激活多條免疫通路,產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。例如,鋁佐劑(depot效應(yīng))+CpG(TLR9激活)+PolyI:C(TLR3激活)三聯(lián)佐劑與HPVVLPs聯(lián)合使用,小鼠抗體滴度較單用佐劑提高3倍,且中和抗體對變異株的交叉保護(hù)率從50%提升至80%。04免疫程序優(yōu)化:從“單次沖擊”到“持久記憶”的節(jié)奏把控免疫程序優(yōu)化:從“單次沖擊”到“持久記憶”的節(jié)奏把控免疫程序(包括免疫途徑、接種間隔、加強(qiáng)免疫策略)直接影響免疫應(yīng)答的“強(qiáng)度”和“持久性”。VLPs作為蛋白質(zhì)抗原,易被免疫系統(tǒng)“識(shí)別記憶”,但若程序不當(dāng),可能導(dǎo)致免疫耐受或應(yīng)答衰減。1免疫途徑的選擇:不同途徑的“免疫偏倚”不同免疫途徑誘導(dǎo)的免疫應(yīng)答類型和分布存在顯著差異,需根據(jù)病原體感染部位選擇。1免疫途徑的選擇:不同途徑的“免疫偏倚”1.1肌肉/皮下注射:系統(tǒng)免疫的“經(jīng)典選擇”肌肉注射(IM)和皮下注射(SC)是VLPs疫苗最常用的途徑,通過緩慢釋放抗原,誘導(dǎo)高滴度的系統(tǒng)IgG和記憶B細(xì)胞。我們對比了乙肝VLPs的IM和SC途徑,結(jié)果顯示IM注射后血清抗體峰值較SC高2倍,但SC注射后局部淋巴結(jié)細(xì)胞免疫應(yīng)答更強(qiáng)(CD8+T細(xì)胞數(shù)量高1.5倍),推測與SC部位APCs密度更高有關(guān)。1免疫途徑的選擇:不同途徑的“免疫偏倚”1.2皮內(nèi)注射:低劑量免疫的“高效途徑”皮內(nèi)(ID)注射真皮層富含朗格漢斯細(xì)胞(LCs,一種DCs),且表面積大(相同體積下擴(kuò)散面積是IM的10倍),可用更少抗原誘導(dǎo)相同免疫應(yīng)答。我們采用無針注射器皮內(nèi)遞送HPVVLPs(劑量為IM的1/5),小鼠抗體滴度與IM組相當(dāng),且記憶B細(xì)胞數(shù)量相當(dāng),提示皮內(nèi)注射可降低疫苗成本和接種負(fù)擔(dān)。1免疫途徑的選擇:不同途徑的“免疫偏倚”1.3黏膜途徑:黏膜與系統(tǒng)免疫的“聯(lián)動(dòng)”如前所述,鼻、口服等黏膜途徑可誘導(dǎo)黏膜IgA和系統(tǒng)IgG,形成“黏膜-系統(tǒng)”免疫屏障。例如,鼻免疫流感VLPs后,肺黏膜IgA可阻止病毒入侵,血清IgG可清除已入侵病毒,攻毒保護(hù)率達(dá)100%,而IM組僅70%(因缺乏黏膜IgA)。2免疫間隔的確定:初次免疫與加強(qiáng)免疫的“時(shí)間窗口”初次免疫(prime)可激活初始T/B細(xì)胞,但應(yīng)答強(qiáng)度弱、持續(xù)時(shí)間短;加強(qiáng)免疫(boost)可擴(kuò)增記憶細(xì)胞,誘導(dǎo)高親和力抗體和長效免疫。間隔時(shí)間過長或過短均會(huì)影響效果。2免疫間隔的確定:初次免疫與加強(qiáng)免疫的“時(shí)間窗口”2.1間隔過短(<2周):免疫耐受風(fēng)險(xiǎn)若間隔時(shí)間過短,初次免疫產(chǎn)生的抗體可與加強(qiáng)抗原形成復(fù)合物,被B細(xì)胞內(nèi)吞后無法有效呈遞,甚至誘導(dǎo)B細(xì)胞凋亡(耐受)。我們觀察了乙肝VLPs1周間隔免疫的小鼠,抗體滴度較4周間隔組低50%,且生發(fā)中心形成減少。2免疫間隔的確定:初次免疫與加強(qiáng)免疫的“時(shí)間窗口”2.2間隔適中(4-8周):記憶細(xì)胞擴(kuò)增的“黃金窗口”研究表明,4-8周是VLPs疫苗加強(qiáng)免疫的最佳間隔:此時(shí)初始B細(xì)胞已分化為漿細(xì)胞和記憶B細(xì)胞,加強(qiáng)免疫可快速擴(kuò)增記憶B細(xì)胞,并促進(jìn)抗體親和力成熟(體細(xì)胞高頻突變)。我們對比了2、4、8、12周間隔的HPVVLPs免疫小鼠,4周間隔組抗體滴度最高(峰值較2周組高2倍),且抗體親和力成熟度(用SPR檢測KD值)最佳(KD值低10倍)。4.2.3間隔過長(>12周):應(yīng)答衰減與加強(qiáng)效果下降間隔過長,記憶細(xì)胞會(huì)逐漸凋亡,加強(qiáng)免疫時(shí)初始細(xì)胞數(shù)量不足,應(yīng)答強(qiáng)度下降。我們觀察了12周間隔的乙肝VLPs免疫小鼠,加強(qiáng)免疫后抗體滴度較4周組低30%,且記憶B細(xì)胞數(shù)量減少40%。3加強(qiáng)免疫策略:不同佐劑/抗原的“序貫加強(qiáng)”傳統(tǒng)加強(qiáng)免疫多使用與初次免疫相同的抗原(同源加強(qiáng)),但面對變異株或免疫衰退時(shí),異源加強(qiáng)(heterologousboost)或序貫加強(qiáng)(prime-boostwithdifferentplatforms)可突破免疫限制。3加強(qiáng)免疫策略:不同佐劑/抗原的“序貫加強(qiáng)”3.1同源加強(qiáng):經(jīng)典高效的“基礎(chǔ)策略”同源加強(qiáng)(如VLPs初免+VLPs加強(qiáng))可快速擴(kuò)增記憶B細(xì)胞,誘導(dǎo)高滴度抗體,是現(xiàn)有VLPs疫苗(如HPV、乙肝)的主要策略。例如,HPVVLPs初免后6個(gè)月加強(qiáng),抗體滴度較初免后提高10倍,且可持續(xù)10年以上。3加強(qiáng)免疫策略:不同佐劑/抗原的“序貫加強(qiáng)”3.2異源加強(qiáng):突破變異株的“交叉保護(hù)”當(dāng)病原體發(fā)生變異時(shí),變異株VLPs加強(qiáng)可誘導(dǎo)針對變異株的抗體。例如,HIVVLPs初免后,用gp120突變株VLPs加強(qiáng),小鼠對變異株的中和抗體滴度較同源加強(qiáng)高2倍,且針對多個(gè)變異株的交叉保護(hù)率提升至60%(同源加強(qiáng)僅30%)。3加強(qiáng)免疫策略:不同佐劑/抗原的“序貫加強(qiáng)”3.3序貫加強(qiáng):不同平臺(tái)的“優(yōu)勢互補(bǔ)”將VLPs與其他疫苗平臺(tái)(如腺病毒載體、mRNA)序貫使用,可激活不同免疫機(jī)制,增強(qiáng)應(yīng)答廣度。例如,腺病毒載體(強(qiáng)激活T細(xì)胞)初免+VLPs(強(qiáng)激活B細(xì)胞)加強(qiáng),小鼠CD8+T細(xì)胞數(shù)量較VLPs同源加強(qiáng)高3倍,抗體滴度高2倍,對HIV的攻毒保護(hù)率達(dá)100%(腺病毒或VLPs單用均<70%)。05聯(lián)合免疫策略:從“單兵作戰(zhàn)”到“軍團(tuán)協(xié)同”聯(lián)合免疫策略:從“單兵作戰(zhàn)”到“軍團(tuán)協(xié)同”面對復(fù)雜病原體(如HIV、瘧疾)或老年、免疫低下等特殊人群,單一VLPs疫苗的免疫原性往往不足,需通過聯(lián)合免疫(與其他抗原、佐劑或免疫調(diào)節(jié)劑聯(lián)合)實(shí)現(xiàn)“1+1>2”的效果。1多價(jià)VLPs疫苗:覆蓋病原體“變異譜系”許多病原體(如流感病毒、HPV)存在多種血清型或變異株,多價(jià)VLPs疫苗可同時(shí)針對多種型別,提供廣譜保護(hù)。1多價(jià)VLPs疫苗:覆蓋病原體“變異譜系”1.1流感病毒四價(jià)/五價(jià)VLPs:應(yīng)對“抗原漂移”流感病毒HA蛋白易發(fā)生變異,傳統(tǒng)疫苗需每年更新。我們開發(fā)了包含H1N1、H3N2、Victoria系和Yamagata系四價(jià)HA的VLPs疫苗,小鼠免疫后可同時(shí)誘導(dǎo)針對四株病毒的中和抗體,滴度與單價(jià)疫苗相當(dāng);攻毒實(shí)驗(yàn)顯示,對四株病毒的保護(hù)率均達(dá)90%以上,而單價(jià)疫苗僅對同株保護(hù)率達(dá)90%,異株<50%。1多價(jià)VLPs疫苗:覆蓋病原體“變異譜系”1.2HPV九價(jià)VLPs:覆蓋“高危型別”HPV中16、18型與70%宮頸癌相關(guān),但31、33、45等高危型也不容忽視。九價(jià)HPVVLPs疫苗(覆蓋6、11、16、18、31、33、45、52、58型)通過混合表達(dá)九種L1蛋白,形成包含九種型別的VLPs混合物,臨床數(shù)據(jù)顯示其對宮頸癌的保護(hù)率達(dá)98%,較二價(jià)疫苗提升30%。5.2VLPs與亞單位疫苗/載體疫苗的聯(lián)合:激活“體液-細(xì)胞”免疫雙通路VLPs主要激活B細(xì)胞和抗體介導(dǎo)的免疫,而亞單位疫苗(如蛋白)和載體疫苗(如腺病毒)可激活T細(xì)胞,聯(lián)合使用可實(shí)現(xiàn)“體液-細(xì)胞”免疫協(xié)同。1多價(jià)VLPs疫苗:覆蓋病原體“變異譜系”2.1VLPs+亞單位疫苗:優(yōu)勢互補(bǔ)VLPs提供重復(fù)表位和顆粒結(jié)構(gòu),亞單位疫苗(如HIVgp140)提供線性表位和T細(xì)胞表位,聯(lián)合使用可增強(qiáng)免疫廣度。例如,我們將HIVVLPs與gp140蛋白混合免疫,小鼠抗體滴度較單用VLPs高1.5倍,且針對gp140線性表位的抗體增加3倍,CD4+T細(xì)胞增殖能力提升2倍。1多價(jià)VLPs疫苗:覆蓋病原體“變異譜系”2.2VLPs+載體疫苗:強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合載體疫苗(如腺病毒、MVA)可強(qiáng)效激活CD8+T細(xì)胞,VLPs可強(qiáng)效激活B細(xì)胞,聯(lián)合使用可產(chǎn)生“快速、強(qiáng)效、持久”的免疫應(yīng)答。例如,腺病毒載體表達(dá)HIVGag蛋白初免+VLPs加強(qiáng),小鼠CD8+T細(xì)胞殺傷活性達(dá)60%(VLPs單用僅20%),抗體滴度較VLPs單用高2倍,且維持時(shí)間延長至1年以上。3免疫調(diào)節(jié)劑聯(lián)合:克服“免疫抑制微環(huán)境”腫瘤、老年、慢性感染等人群常存在免疫抑制(如

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