近日，華中師范大學(xué)郭軍教授團(tuán)隊(duì)在ACS Applied Materials & Interfaces（IF= 10.383）在線(xiàn)發(fā)表題為“pH-Sensitive and Biodegradable Mn3(PO4)2·3H2O Nanoparticles as an Adjuvant of Protein-Based Bivalent COVID-19 Vaccine to Induce Potent and Broad-Spectrum Immunity”研究性論文, 該研究設(shè)計(jì)制備了一種磷酸錳納米顆粒(nano-MnP)，并將其作為免疫刺激劑用于基于S1-WT和S1-Omicron蛋白的新冠亞單位疫苗中。與傳統(tǒng)的鋁佐劑組相比，使用了該納米佐劑的二價(jià)疫苗誘導(dǎo)小鼠脾臟IgG抗體滴度和抗原特異性IFN-γ分泌細(xì)胞分別增加了7倍和8倍。最為重要的是，該疫苗候選物對(duì)SARS-CoV-2及其5種關(guān)注變種(Alpha、Beta、Gamma、Delta和Omicron)表現(xiàn)出理想的交叉中和性能，特別是對(duì)最新的Omicron和Delta變種。本研究為下一代錳佐劑的開(kāi)發(fā)提供了思路，該新型錳佐劑也有望在未來(lái)應(yīng)用于其他各種預(yù)防或治療性疫苗中。
前言
錳是參與人體骨骼發(fā)育和代謝等多種生理活動(dòng)過(guò)程中最重要的必需微量元素之一。Mn2+可通過(guò)激活環(huán)狀GMP-AMP合成酶-干擾素基因刺激因子（cGAS-STING）通路并觸發(fā)一種獨(dú)特的2',3'-環(huán)鳥(niǎo)苷單磷酸-腺苷單磷酸（2,3'-c-GAMP）催化合成，并誘導(dǎo)I型干擾素(IFN)反應(yīng)。因此，Mn2+可以作為一種潛在的STING激動(dòng)劑來(lái)誘導(dǎo)強(qiáng)烈免疫應(yīng)答。然而，可溶性錳離子的直接給藥會(huì)導(dǎo)致其在注射部位迅速擴(kuò)散，難以誘導(dǎo)局部的免疫應(yīng)答，這在很大程度上限制其效果。為了克服這一局限性，納米錳材料是作為錳佐劑的最佳選擇之一。與可溶的錳離子相比，納米錳材料可以維持錳離子在注射部位的持續(xù)釋放，以誘導(dǎo)局部的免疫應(yīng)答，并增強(qiáng)樹(shù)突狀細(xì)胞(dendritic cells, DCs)對(duì)抗原的細(xì)胞攝取，促進(jìn)DCs在體內(nèi)的活化與成熟。然而，這些納米錳材料可能有一些局限性，如存在錳元素的復(fù)雜價(jià)態(tài)變化、制備過(guò)程較為繁瑣、難以長(zhǎng)期保存等。
該工作設(shè)計(jì)制備了一種新型的磷酸錳納米顆粒(nano-MnP)。所得納米材料具有良好的酸敏感性和生物相容性，長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，易于批量生產(chǎn)。同時(shí)，該材料成分簡(jiǎn)單明確，有利于簡(jiǎn)化其臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程。該工作在新冠二價(jià)蛋白疫苗中使用納米磷酸錳作為免疫刺激劑，其中野生型S1和Omicron S1蛋白均作為抗原，意在誘導(dǎo)廣譜免疫。之后，該工作利用假病毒中和測(cè)試技術(shù)，評(píng)估了該二價(jià)疫苗誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體對(duì)SARS-CoV-2及其變體的中和活性，以確定候選疫苗是否能引起對(duì)冠狀病毒的廣譜免疫反應(yīng)。
結(jié)果
該研究開(kāi)發(fā)了一種易于制備且高效的磷酸錳納米顆粒作為免疫佐劑。首次將該佐劑用于新冠二價(jià)蛋白疫苗中，并在小鼠中產(chǎn)生了顯著增強(qiáng)的體液免疫反應(yīng)和細(xì)胞免疫反應(yīng)。與傳統(tǒng)的鋁佐劑相比，磷酸錳佐劑大大增強(qiáng)了特異性抗體滴度，表明了強(qiáng)大的免疫效果。
此外，注射了該疫苗的小鼠的抗血清表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的中和反應(yīng)，具有較高的假病毒中和效價(jià)以及較高的活病毒中和活性。同時(shí)，對(duì)不同的SARS-CoV-2 變體(B.1.1.7/alpha、B.1.351/beta、P.1/gamma、B.1.617.2/delta和B.1.1.529/omicron)的交叉中和表明，該候選疫苗可能在應(yīng)對(duì)新出現(xiàn)的變種中有價(jià)值。這種低成本、高效的免疫佐劑在將來(lái)可應(yīng)用于各種疾病的預(yù)防或治療疫苗中。
吉滿(mǎn)助力
本實(shí)驗(yàn)所用新冠假病毒(WT, B.1.1.7/alpha、B.1.351/beta、P.1/gamma、B.1.617.2/delta和B.1.1.529/omicron)均由吉滿(mǎn)生物（Genomeditech）提供。了解更多質(zhì)粒構(gòu)建、病毒包裝、穩(wěn)轉(zhuǎn)株構(gòu)建、報(bào)告基因檢測(cè)等相關(guān)服務(wù)，歡迎訪問(wèn)吉滿(mǎn)生物官方網(wǎng)站：www.news.ytakw.cn
