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新病毒爆发的威胁增加了对安全有效的即用疫苗的需求。

2023年3月23日，浙江大学唐睿康、王晓雨及军事医学研究院侯利华共同通讯在Nature Biomedical Engineering（IF=29）在线发表题为“Immunization against Zika by entrapping live virus in a subcutaneous self-adjuvanting hydrogel”的研究论文，该研究报道了一种将活病毒捕获在皮下自佐剂水凝胶中来免疫寨卡病毒的疫苗制备方法。该研究展示了一种由活寨卡病毒静电包裹在自佐剂水凝胶中的皮下疫苗，在注射部位募集了免疫细胞，并为小鼠提供了有效的保护，以抵御致命的病毒挑战。

水凝胶阻止了病毒颗粒的逃逸，并上调了激活先天抗病毒免疫的模式识别受体。局部炎症生态位促进了浸润水凝胶的免疫细胞对病毒的吞噬、抗原的处理和交叉呈递以及生发中心B细胞的扩张，并诱导了强大的抗原特异性适应性反应和免疫记忆。炎症免疫生态位诱捕活病毒可能有助于快速开发安全有效的疫苗。

疫苗对于保护人类免受长期存在的和新出现的传染病的威胁至关重要。然而，由于疫苗研发的滞后，最近爆发的由寨卡病毒(ZIKV)和严重急性呼吸综合征冠状病毒引起的新发病毒感染仍对全球公共卫生构成巨大挑战。通常，全病毒疫苗策略，如衰减或灭活，可用于将毒性病毒直接转化为疫苗。然而，全病毒疫苗的免疫力下降、安全性问题和耗时的制造过程阻碍了它们的广泛应用。

开发新一代疫苗技术以迅速将野生病毒毒株转化为具有高度安全性和有效性的疫苗是一个显着的动力。纳米技术在病毒疫苗开发方面很有前途，因为它能够控制抗原的装载、传递和释放，并增强免疫反应的效力和寿命。然而，由于脱靶分布、系统给药和有限的调节效应，空间和时间控制仍然是纳米颗粒工程尚未解决的障碍。

疫苗工程的一个有趣的替代方案是操纵病毒驻留的免疫微环境，使病毒和免疫细胞之间的相互作用的空间和时间操纵成为可能。在这方面，抗原和趋化因子负载的三维大尺度支架可以在注射部位募集细胞，这是由于它们的现场免疫调节特性。使用材料支架将病毒转化为疫苗的关键挑战是在限制病毒感染的同时增强局部先天反应，这种反应可以在注射部位局部集结免疫细胞，引发抗病毒反应并处理病毒抗原。然而，由于缺乏对先天免疫的空间和时间控制，以往具有装载和释放效应的大尺度支架不符合病毒疫苗的设计标准。作为宿主抵御病毒感染的第一道防线，激活强大的先天免疫反应在消除病毒和随后的适应性免疫反应中起着至关重要的作用。因此，新方法要求能够在限制病毒释放的同时诱捕病毒；同时，它应该在注射部位募集和调节免疫细胞，以控制病毒处理的时间和位置。

疫苗制备模式图（图源自Nature Biomedical Engineering ）

与目前的疫苗工程策略相比，该研究的病毒受限免疫调节微环境为免疫反应的时空调节提供了一种安全有效的策略。Vax聚集免疫细胞形成免疫生态位并改变免疫细胞的免疫模式，导致促炎因子和抗病毒反应的产生，这有助于消除病毒感染。此外，由于GCB细胞的升高和CD8+T细胞的交叉呈递，该生态位能够在dLN中进一步激活，从而增强适应性免疫反应。这种微环境可以完全防止寨卡病毒感染，并消除对复杂的病毒生物工程的需求。研究人员认为，材料可以将病毒转化为疫苗的概念将为预防目前尚无疫苗的新出现的病毒提供疫苗开发战略。

本研究受到国家自然科学基金 (22037005、21625105) 和国家科技重大专项 (2016ZX10004001) 资助。浙江大学博士研究生郝海斌和军事医学研究院副研究员吴诗坡为本论文的共同第一作者。

原始出处：

Hao， H.， Wu， S.， Lin， J. et al. Immunization against Zika by entrapping live virus in a subcutaneous self-adjuvanting hydrogel. Nat. Biomed. Eng (2023). https：//doi.org/10.1038/s41551-023-01014-4.