只需一针,激发强效免疫反应:MIT与斯克里普斯研究所开发出新型HIV疫苗策略

近日,麻省理工学院(MIT)与斯克里普斯研究所(Scripps Research Institute)的研究人员联合发表研究成果,指出他们成功通过在疫苗中加入两种强效佐剂,仅用一次接种就能在小鼠体内诱导出强烈且多样化的HIV免疫反应。这项成果发表于《Science Translational Medicine》。

在小鼠实验中,研究人员发现,与单独使用疫苗或仅添加一种佐剂相比,双佐剂疫苗可诱导出更加广泛多样的抗体应答。更重要的是,该疫苗能在淋巴结中持续存在长达四周,为免疫系统提供了更充分的时间来生成针对HIV蛋白的高亲和力抗体。

该策略不仅适用于HIV,也可能为包括SARS-CoV-2在内的多种传染病疫苗带来“只打一针”的新模式。
“这种方法与多种蛋白质疫苗兼容,有望为流感、SARS-CoV-2乃至未来的潜在大流行病疫苗设计提供新方案。”MIT化学工程系教授、科赫综合癌症研究所与MGH-MIT-Harvard Ragon研究所成员J. Christopher Love表示。

本研究由Love教授与斯克里普斯研究所免疫学与微生物学教授Darrell Irvine共同指导,Kristen Rodrigues博士与Yiming Zhang博士为论文的共同第一作者。


更强效的疫苗设计逻辑

大多数疫苗需要搭配佐剂来增强免疫系统对抗原的反应。传统蛋白疫苗(如用于乙肝、甲肝)的常用佐剂是氢氧化铝(alum),它通过激活机体的先天免疫反应帮助建立免疫记忆。

而几年前,Irvine教授开发出另一种基于皂苷(saponin)的纳米颗粒佐剂SMNP。这种佐剂将天然皂苷与一种促炎分子MPLA结合,在动物实验中显示出比单独使用皂苷更优的免疫激活效果。目前,SMNP已经作为佐剂应用于正在临床试验中的某HIV疫苗。

本次研究中,研究团队尝试将SMNP与alum结合,进一步提升免疫反应。实验结果显示,这种双佐剂组合能在针对HIV或SARS-CoV-2时,诱导出更强的免疫效果。

研究的核心目标是理解这两种佐剂为何协同作用特别有效,尤其是在增强B细胞应答方面。B细胞是产生抗体的关键免疫细胞,其多样性和数量直接影响疫苗的保护效果。


淋巴结中的抗原“持久战”

在这项研究中,研究人员使用HIV抗原MD39,并将多个此类蛋白锚定于alum颗粒表面,再与SMNP结合制成疫苗。接种后,疫苗颗粒被发现可有效聚集在淋巴结中,并在其中保留至少28天。

这一过程至关重要:淋巴结是B细胞识别抗原并进行快速突变与筛选的场所,即所谓的“生发中心”(germinal centers)。双佐剂的加入不仅帮助抗原突破了淋巴结外部的屏障细胞层,还防止其在体内被快速降解,使抗原以完整形式长时间存在于免疫系统前沿。

“这就像模拟自然感染的过程,给免疫系统更多时间精细打磨对抗病原的‘武器’。”Love教授解释道。


激发更多抗体可能性:抗体库更广更深

为了验证免疫反应的强度和多样性,研究团队对小鼠体内的B细胞进行了单细胞RNA测序分析。结果显示,双佐剂疫苗诱导出的B细胞种类和数量远超只使用单一佐剂的疫苗,独特B细胞数量提升了2到3倍。

这种多样性极有可能增加产生广泛中和抗体(broadly neutralizing antibodies,bnAbs)的几率。bnAbs是攻克HIV等高变异病毒的关键,它们能识别病毒的多个变异株。

“我们要让免疫系统有尽可能多的机会‘试错’并找到最佳解决方案。”Love表示,“这类高质量抗体的产生,除了我们展示的这种加强策略,也离不开对抗原本身的精准设计。”


前景广阔的疫苗平台

研究人员认为,这种“双佐剂组合+蛋白抗原”的模式可推广至其他传染病疫苗,尤其适合追求低剂量或单剂次接种效果的疫苗开发。

“这是一种建立在已有技术基础上的增强策略,并不需要全新的材料或技术,只需重新组合已有佐剂的优点,就能显著提高疫苗效力。”Love总结道。

参考文献:Kristen A. Rodrigues et al, Vaccines combining slow release and follicle targeting of antigens increase germinal center B cell diversity and clonal expansion, Science Translational Medicine (2025). DOI: 10.1126/scitranslmed.adw7499

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