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Manganese-Coordinated Lipid Nanoparticles for Co-Delivery of VZV Antigen and CpG Adjuvant Enhance Vaccine Efficacy

锰配位脂质纳米粒共递送VZV抗原与CpG佐剂增强疫苗效力

作者：Liping Luo , Xinyue Deng , Jia Luo , Zhengmiao Zhou , Ye Liu

近期，中国医学科学院医学生物学研究所刘野教授团队在Zoonoses发表题为《Manganese-Coordinated Lipid Nanoparticles for Co-Delivery of VZV Antigen and CpG Adjuvant Enhance Vaccine Efficacy》的原创研究。该研究通过水热合成与微流控技术构建锰配位脂质纳米粒（Mn-LNP），首次实现水痘-带状疱疹病毒（VZV）糖蛋白E（gE）抗原与CpG佐剂的高效共递送。在小鼠模型中，该疫苗系统较传统铝佐剂显著提升CD8+T细胞IFN-γ应答5.66倍，抗原特异性IgG2b抗体滴度提升1.29倍，为带状疱疹疫苗开发提供新策略。

创新递送系统构建

研究团队采用水热合成法制备棕榈酸锰（棕榈酸：MnCl₂摩尔比1:6.36），经X射线光电子能谱（XPS）验证锰含量达15.09%。将棕榈酸锰与四种脂质组分（SM-102:DSPC:CHO-HP:DSG-PEG2000=50:10:37.5:2.5）混合形成有机相，以1:2质量比包裹VZV gE抗原与CpG佐剂作为水相，通过微流控芯片（流速9ml/min）制备Mn-LNP。透射电镜显示该颗粒呈规则球形，平均粒径270nm，zeta电位-1.15mV，抗原封装效率达79.9%。该设计利用脂质纳米粒包封防止gE抗原酶解，同时促进树突细胞（DC）高效摄取；此外，锰离子可作为佐剂，通过激活TLR4/9及cGAS-STING通路，促进DC成熟标志物（CD80/CD86、MHC-II）表达；最后,LNP含有的CpG佐剂可以特异性激活TLR9，从而诱导IRF7介导的Th1免疫应答。

免疫效力突破性提升

在C57BL/6小鼠模型中（n=5/组），比较Mn-LNP疫苗、铝佐剂疫苗及空白对照的免疫效果。第56天脾细胞分析显示：

• 细胞免疫：
• Mn-LNP组IFN-γ ELISpot斑点数较铝佐剂组提升1.35倍。流式细胞术证实CD4+T细胞中IFN-γ、TNF-α、IL-2分泌分别提升1.47倍、2.25倍、2.62倍；CD8+T细胞对应细胞因子分泌提升达5.66倍、2.64倍、3.17倍，表明强烈诱导Th1型免疫应答
• 体液免疫：
• 第42天血清检测显示，Mn-LNP组抗原特异性IgG2b抗体滴度较铝佐剂组显著提升1.29倍（p<0.05），而IgG1/IgG2a亚型无显著差异，提示免疫应答类型向Th1方向极化

生物相容性验证

为评估安全性，团队监测接种后7天内小鼠生理指标：

• 行为学：未观察到厌食、抽搐、呼吸急促等中毒症状
• 生理参数：体温与体重变化与空白对照组无统计学差异
• 血液生化：丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸氨基转移酶（AST）、尿素、肌酐等肝肾功能指标均正常
• 组织病理：心、肝、脾、肺、肾H&E染色未见炎性细胞浸润或坏死灶

应用前景与局限

该研究突破传统疫苗局限：

1. 解决铝佐剂缺陷：铝佐剂倾向诱导Th2应答，对控制带状疱疹关键的细胞免疫增强有限

2. 优化现有疫苗：Shingrix疫苗需临床混合且QS-21组分紧缺，Mn-LNP实现抗原/佐剂一体化递送

该策略通过 VZV gE 抗原效果验证其可行性，后续可拓展至其他病毒抗原递送， 为疱疹病毒或其他病原体的疫苗开发提供通用策略。

感谢空军军医大学基础医学院-叶伟对这篇中文述评的校对。

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引用信息

Citation:

Luo LP, Deng XY, Luo J, Zhou ZM, Liu Y. Manganese-coordinated lipid nanoparticles for co-delivery of VZV antigen and CpG adjuvant enhance vaccine efficacy. Zoonoses. 2024; 5(1): 20. DOI: 10.15212/ZOONOSES-2024-0056