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吸入式纳米喷雾技术给呼吸道黏膜穿上“防护服”

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科技日报记者 陈曦 通讯员 赵晖

近日,天津大学医学工程与转化医学研究院(简称“天津大学医工院”)研发了一种可激发呼吸道黏膜免疫保护的吸入式纳米喷雾技术,以阻断病毒通过呼吸道途径侵入机体。实验对比数据显示,这种可吸入纳米喷雾接种方式与肌肉注射相比,能诱导相同水平的免疫球蛋白(IgG)抗体产生,更加重要的是能特异性激活呼吸道黏膜免疫,产生更高滴度的分泌型免疫球蛋白(SIgA),使呼吸道黏膜具有更强的保护作用,有望为预防呼吸道病毒提供新的借鉴。上述研究成果近期刊登在《化学工程期刊》。

据了解,新冠病毒主要通过呼吸道进行传播,而呼吸道黏膜是防止呼吸道病毒入侵的第一道屏障,激活黏膜免疫以保护机体免受病毒感染至关重要。但目前的疫苗均为注射接种式免疫,故必须去专门指定机构由专业医务人员进行接种,此外还有疼痛和易感染的风险,给受试者带来了诸多不适。

天津大学医工院研发团队通过构建仿新冠病毒纳米颗粒开发了一种新型纳米喷雾技术。该仿病毒颗粒由“衣壳”、“刺突蛋白”和“核酸”三部分组成。其中仿病毒颗粒的“衣壳”由仿生肺表面活性脂质体组成,当肺部本身存在的表面活性蛋白与仿生肺表面活性脂质体结合,仿病毒颗粒可被高效转运进入肺巨噬细胞中,解决了常规呼吸道接种时疫苗难以进入机体的缺陷;“核酸”Poly(I:C)是一种免疫佐剂,作为免疫激活“帮手”,能够高效活化Toll样受体3(TLR3)通路,触发多种免疫激活细胞因子的分泌,从而调动多种免疫细胞来提高疫苗的免疫应答效率;脂质体外层通过催化共价连接的新冠病毒抗原受体结合域(RBD)蛋白可作为仿病毒纳米颗粒的“刺突蛋白”。

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通过这种模仿新冠病毒结果的方式可以聚集和提供大量抗原,解决了新冠病毒抗原免疫原性低的缺点,增强了疫苗的免疫激活效果。该文的第一作者、天津大学医工院副教授郑斌表示,这一结构完全模拟了新冠病毒的尺寸、结构和感染方式,可更加高效的激活机体的呼吸道黏膜免疫,以获得更好的抗新冠病毒感染效果。

动物实验结果表明,吸入式接种相较于肌肉注射和皮下注射可特殊的激活呼吸道黏膜免疫,使呼吸道中T、B淋巴细胞被有效活化,并在呼吸道黏膜中检测到高滴度的抗SARS-CoV-2的分泌型免疫球蛋白(SIgA),以高效中和通过呼吸道侵入的病毒,阻止其进入体内。由于其成分清晰、简单,该技术具有较好的安全性和普适性。喷雾接种方式也更加安全舒适,易于被受试者接受。

这种可吸入的纳米喷雾技术有望为预防呼吸道病毒提供新的途径。据悉,目前该科研成果已与企业对接,开展合作研究,以期进行临床试验。

(受访者供图)

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