生物帮 生命科学网-生物技术、科学门户网站|为生物科学技术领域提供动力！研究人员在概念验证研究中证明，用于疫苗的基于噬菌体的吸入递送系统可在小鼠和非人灵长类动物中产生有效的抗体反应，而不会引起肺损伤。研究结果表明，安全有效的肺部输送系统有一天可以用于抗呼吸道疾病的疫苗和治疗剂。结果显示在12月10日的Med杂志上。
新泽西州罗格斯癌症研究所的共同资深研究作者瓦迪·阿拉普说：“这种转化策略可能使治疗剂或疫苗更有效地递送，同时减少毒性副作用的发生率。” “在正在进行的研究中，我们希望这项工作将在开发针对性疫苗和疗法以阻止呼吸道传染病蔓延中发挥关键作用，可能是针对当前的COVID-19大流行，特别是在服务水平低下的人群中。”
相对于其他给药途径，尤其是在开发针对呼吸道感染的疫苗或治疗剂方面，肺部给药具有许多优势，因为疫苗直接到达感染部位。基于吸入的疫苗接种是无针且微创的，对于多次给药尤其有吸引力。通过实现比基于针头的疫苗更快的起效，它可以提高治疗生物利用度，同时减少潜在的副作用。
共同资深研究者解释说：“肺中非常广泛且可及的细胞表面层高度血管化，通过避免胃肠道和肝脏的药物代谢酶，可以以更高的浓度快速吸收整个循环中的分子。”新泽西州罗格斯癌症研究所的Renata Pasqualini。“由于肺不断暴露于空气中的病原体，它们可能具有很高的免疫防御活性，因此代表了针对空气传播的病原体进行免疫保护的有效场所。”
肺部输送可以预防引起诸如结核病，流感，埃博拉，麻疹和COVID-19等疾病的空气传播病原体。但是这种方法尚未得到广泛采用，部分原因是基本的生理机制仍然未知。回答这个问题对于设计广泛使用的通用肺部输送系统至关重要。
在这项新研究中，Arap和Pasqualini设计并验证了一种安全，有效的肺部输送系统，该系统可用于多种翻译应用，并展示了其工作原理。该方法涉及使用噬菌体，即可以感染细菌细胞并在细菌细胞内复制的病毒。在某些类型的疫苗中，携带肽的噬菌体颗粒用于触发保护性免疫反应。
首先，研究人员筛选并鉴定出一种肽-CAKSMGDIVC-该肽可以有效地将噬菌体颗粒穿过肺屏障并进入血流。具体而言，当肽与肺气道内衬细胞表面上的受体α3β1整联蛋白结合并被其内化时，在其表面显示出CAKSMGDIVC的噬菌体颗粒会被人体吸收。吸入展示CAKSMGDIVC的噬菌体颗粒的吸入引发了针对小鼠和非人类灵长类动物的噬菌体颗粒的强大抗体反应，而不会损害肺部。
这组作者说，新的肺部递送系统安全有效，并且在开发针对空气传播病原体的疫苗和治疗剂方面具有独特优势。噬菌体颗粒诱导非常强而持久的免疫反应，而不会产生毒性副作用。因为它们不能在真核细胞内复制，所以与其他基于病毒的经典疫苗接种策略相比，它们的使用通常被认为是安全的。实际上，噬菌体颗粒已被用作抗多药耐药细菌的抗生素和疫苗载体。
在实际实施方面，噬菌体颗粒在恶劣的环境条件下非常稳定，与传统的疫苗生产方法相比，其大规模生产具有极高的成本效益。此外，与通常被灭活的常规基于肽的疫苗不同，新的肺部递送系统对发展中国家的现场应用没有繁琐，严格或昂贵的冷链要求。“此外，噬菌体颗粒用途广泛，可以通过标准分子生物学技术进行遗传工程改造，” Arap说。
展望未来，研究人员计划在多次给药后检查肺部运输的动力学，并研究基于细胞的免疫反应。Pasqualini说：“重要的是要注意，所有这些工作都是在临床前模型中进行的，因此我们期待将我们的方法应用于临床应用，例如针对肺部给药或基于肺部的疫苗接种。”
