摘要:秋冬季節,流感(Flu)和呼吸道合胞病毒(RSV)總是輪番 "作怪",不僅感染高峰重疊,還可能同時入侵人體引發重癥。研發一款能同時預防兩種病毒的雙價疫苗迫在眉睫,但疫苗界長期面臨一個棘手問題 ——抗原干擾:兩種疫苗成分混合后會互相 "拆臺",導致免疫效果大打折扣。中國科研團隊創新性地采用分區負載技術,將兩種疫苗成分分別裝載在可溶解微針貼(D-MAPs)的不同區域,成功解決了這一難題。實驗顯示,這種微針貼疫苗不僅能誘導強烈的免疫反應,還能在小鼠模型中有效抵御兩種病毒的攻擊,為未來臨床應用奠定了堅實基礎。
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一、秋冬呼吸道 "雙重威脅":流感與 RSV 的疊加危機
每年秋冬,呼吸道病毒感染都會進入高發期,其中流感和 RSV 是最具代表性的 "健康殺手"。這兩種病毒雖然分屬不同家族,卻有著驚人的相似性 —— 都是單鏈負義 RNA 病毒,主要攻擊呼吸道,尤其對嬰幼兒、老年人等免疫力較弱的人群威脅巨大。
數據顯示,流感每年導致全球約 10 億人感染,300-500 萬重癥病例;而 RSV 每年會造成 3300 多萬 5 歲以下兒童下呼吸道感染,給公共衛生系統帶來沉重負擔。更麻煩的是,它們的感染季高度重疊,一旦同時感染,病情會明顯加重,治療難度也會大幅提升。
長期以來,預防這兩種病毒只能依靠單獨接種疫苗。市場上已有針對流感的滅活疫苗、減毒活疫苗,以及針對 RSV 的重組 prefusion 蛋白疫苗(如 GSK 的 Arexvy、輝瑞的 Abrysvo),但始終沒有一款能同時預防兩種病毒的雙價疫苗。研發這類組合疫苗,成為全球疫苗學家的重要目標。
二、疫苗界的 "內斗":抗原干擾為何成為攔路虎?
組合疫苗研發看似簡單 —— 把兩種疫苗成分混合在一起就行,但實際面臨著一個核心障礙:抗原干擾。簡單說,就是兩種疫苗成分混合后,會互相影響對方的免疫效果,導致最終的保護力還不如單獨接種其中一種。
為了驗證這一現象,科研團隊做了一個對比實驗:給小鼠肌肉注射單獨的流感疫苗、單獨的 RSV 疫苗,以及兩種疫苗的混合制劑。結果發現,單獨接種時,兩種疫苗都能誘導出高滴度的保護性抗體;但混合接種后,針對兩種病毒的抗體水平都明顯下降(圖 3)。
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這種 "雙相干擾" 的原因目前還不完全清楚。研究人員推測,可能是兩種疫苗的抗原成分在混合后發生了相互作用,形成了復合物,影響了免疫系統對它們的識別和處理。盡管 HPLC 分析沒有直接發現復合物的存在,但免疫效果的下降明確證明了干擾現象的存在。這也解釋了為什么很多雙價疫苗的研發會卡在這一步 —— 解決不了成分間的 "內斗",組合疫苗就無從談起。
三、黑科技登場:分區微針貼如何讓疫苗 "和平共處"?
既然混合接種會引發干擾,那有沒有辦法讓兩種疫苗成分 "互不打擾" 又能同時發揮作用?科研團隊想到了一個巧妙的解決方案 ——分區負載技術,而載體就是近年來備受關注的可溶解微針貼(D-MAPs)。
可溶解微針貼是一種創新的疫苗遞送系統,用生物相容性好、可溶解的高分子材料(如聚乙烯醇 PVA)制成,上面布滿了微小的針狀結構。接種時,只需將微針貼貼在皮膚上輕輕按壓,微針就能穿透表皮,在幾分鐘內溶解并釋放疫苗成分,無需專業人員操作,也不會產生傳統注射的疼痛感。
而分區負載技術,就是在同一個微針貼上,將不同的疫苗成分分別裝載在互不重疊的區域(圖 4A)。為了驗證技術可行性,研究人員先用不同顏色的染料模擬疫苗成分,結果顯示,這些染料能精準地分布在微針貼的不同 sectors,貼敷在小鼠皮膚上后,會留下清晰的非重疊顏色印記(圖 4E-G),證明兩種成分不會互相接觸。
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基于這項技術,科研團隊成功制備了流感 - RSV 雙價微針貼疫苗:將流感裂解疫苗(含 H1N1、H3N2、B 型流感病毒抗原)和 RSV 重組 prefusion 蛋白(rpF5)分別裝載在微針貼的兩個區域,既保證了接種的便利性,又從物理上避免了兩種成分的直接接觸,從根源上解決了抗原干擾問題。
值得一提的是,這款 RSV 重組蛋白 rpF5 還經過了特殊的結構優化 —— 通過添加二硫鍵、脯氨酸取代等修飾,讓它能穩定保持在最易誘導抗體的構象,同時融合了 T4 纖維蛋白三聚化結構域,確保其在體內形成天然的三聚體結構(圖 1B),大大提升了免疫原性。
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四、實戰檢驗:微針貼疫苗的免疫效果到底有多強?
實驗室里的創新能否轉化為實際的保護力?科研團隊在小鼠模型中進行了全面的免疫原性和保護 efficacy 測試。
首先是免疫原性測試:給小鼠接種分區微針貼疫苗、混合微針貼疫苗(兩種成分混合裝載),以及傳統的肌肉注射疫苗。結果顯示,分區微針貼疫苗誘導的針對流感和 RSV 的特異性 IgG 抗體水平,不僅顯著高于混合微針貼疫苗和肌肉注射混合疫苗,甚至超過了單獨接種的單價疫苗(圖 5)。其中,RSV 中和抗體滴度達到 1:512,流感血凝抑制抗體滴度超過 1:512,完全滿足保護性抗體的要求。
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更重要的是保護 efficacy 測試:接種疫苗兩周后,用活病毒對小鼠進行鼻腔攻擊。結果顯示,接種分區微針貼疫苗的小鼠,肺部 RSV 病毒載量幾乎降至檢測下限,實現了完全清除;而接種混合疫苗或對照疫苗的小鼠,肺部仍有大量病毒殘留(圖 6C)。
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針對流感病毒的攻擊,分區微針貼疫苗同樣表現出色。無論是 H1N1 型還是 B 型流感病毒攻擊,接種疫苗的小鼠存活率達到 80%-100%,僅出現輕微的體重下降;而未接種疫苗的對照組小鼠,存活率僅為 20% 左右,體重下降超過 20%(圖 7)。這表明,這款雙價疫苗能同時為機體提供針對兩種病毒的強大保護。
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更令人驚喜的是,這款微針貼疫苗不需要添加傳統佐劑。要知道,傳統 RSV 蛋白疫苗肌肉注射時必須添加明礬佐劑才能誘導有效免疫,但流感疫苗通常不需要佐劑,這給混合疫苗的佐劑選擇帶來了很大困難。而微針貼的物理穿刺本身就能激活皮膚的天然免疫反應,促進炎癥因子分泌,起到類似佐劑的作用,完美解決了兩種疫苗對佐劑的不同需求。
五、未來可期:微針貼疫苗的更多可能性
這款分區微針貼雙價疫苗的成功,不僅解決了流感 - RSV 組合疫苗的抗原干擾問題,還為其他組合疫苗的研發提供了全新思路。它的優勢遠不止于此:
首先是接種便利性。微針貼無需專業醫護人員操作,自己在家就能完成接種,尤其適合兒童、老年人等害怕打針的人群,也能提高疫苗接種覆蓋率。
其次是多價疫苗潛力。分區技術可以輕松擴展到三種甚至更多疫苗成分的組合。研究團隊已經嘗試在微針貼上同時裝載流感、RSV 和新冠疫苗成分,結果顯示能同時誘導針對三種病毒的特異性抗體,為研發 "呼吸道病毒萬能疫苗" 提供了可能。
再者是質量控制優勢。分區設計讓每種疫苗成分都能獨立檢測,大大簡化了組合疫苗的質量控制流程,為后續工業化生產和臨床轉化奠定了基礎。
當然,這項技術目前還處于臨床前研究階段,未來還需要在人體臨床試驗中驗證其安全性和有效性,同時優化微針貼的生產工藝,降低成本。但不可否認的是,分區微針貼技術已經打破了組合疫苗研發的關鍵瓶頸,為秋冬季節呼吸道病毒的防控提供了新的解決方案。
想象一下,未來的秋冬季節,我們不再需要排隊打兩針疫苗,只需貼上一片小小的微針貼,就能同時抵御流感和 RSV 的侵襲,既方便又無痛。這項來自中國科研團隊的創新技術,正在讓這個愿景一步步變成現實。
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