使疫苗更強大的一個常見策略是將其跟佐劑–一種刺激免疫系統產生更強反應的化合物–一起投放。 現在，來自MIT、拉霍亞免疫學研究所和其他機構的研究人員已經設計出了一種新的納米粒子佐劑，它可能比現在使用的其他佐劑更有效。 而在小鼠身上的研究表明，它能顯著提高接種愛滋病毒、白喉和流感疫苗后的抗體產生。

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Darrell Irvine指出：「我們開始研究這種特殊的配方並發現它具有難以置信的效力，它幾乎比我們嘗試過的其他任何東西都要好。 據悉，Irvine是MIT生物工程和材料科學與工程系的教授、MIT科赫綜合癌症研究所的副主任以及MIT和哈佛大學拉貢研究所的成員。

研究人員現在希望將這種佐劑納入目前正在進行臨床試驗的愛滋病毒疫苗中以此來能提高其性能。

Irvine和拉霍亞免疫學研究所傳染病和疫苗研究中心的教授Shane Crotty是這項研究的論文第一作者，該研究於2021年12月3日發表在《Science Immunology》上。 論文的第一作者還包括MIT前博士後Murillo Silva和拉霍亞研究所的工作人員科學家Yu Kato。

更強大的疫苗

儘管使用佐劑來提高疫苗效力的想法已經存在了幾十年，但目前只有少數幾種經FDA批准的疫苗佐劑。 一種是氫氧化鋁，這是一種能誘發炎症的鋁鹽;另一種是用於流感疫苗的油水乳液。 幾年前，FDA批准了一種基於皂素的佐劑，這是一種從智利皂皮樹的樹皮中提取的化合物。

皂素配製的脂質體現在被用作帶狀皰疹疫苗的佐劑，並且皂素還被用於一種叫做免疫刺激複合物（ISCOM）的籠狀納米粒子，該疫苗目前正在進行臨床試驗。

研究人員已經表明，皂素能促進炎症免疫反應並刺激抗體產生，但它們是如何做到這一點的還不清楚。 在新研究中，MIT和拉霍亞團隊想弄清楚佐劑是如何發揮其作用的並看看他們是否能使其更有效力。

為此，他們設計了一種新型佐劑，它跟ISCOM佐劑相似但還包含了一種叫做MPLA的分子–這是一種toll樣受體激動劑。 當這些分子跟免疫細胞上的受體結合時它們會促進炎症。 研究人員將他們的新佐劑稱為SMNP（全稱saponin/MPLA nanoparticles）。

“我們預計這可能很有趣，因為皂素和toll樣受體激動劑都是已經被單獨研究過的佐劑並被證明是非常有效的，”Irvine說道。

研究人員通過將佐劑跟一些不同的抗原或病毒蛋白片段一起注入小鼠體內進行測試。 這些包括兩種HIV抗原以及白喉和流感抗原。 他們將這種佐劑跟其他幾種被批准的佐劑進行了比較，結果發現這種基於皂素的新納米粒子比其他任何一種佐劑都能引起更強的抗體反應。

據悉，研究人員使用的HIV抗原之一是一種HIV包膜蛋白納米粒子，它呈現出許多存在於HIV病毒表面的gp120抗原的拷貝。 這種抗原最近完成了一期臨床試驗的初步測試。 Irvine和Crotty是斯克里普斯研究所的愛滋病毒/愛滋病疫苗開發聯合會的成員，該聯合會負責該試驗。 研究人員現在希望開發出一種大規模製造新佐劑的方法以便在明年開始的另一項臨床試驗中跟愛滋病毒包膜三聚體一起進行測試。 另外，將包膜三聚體跟傳統疫苗佐劑氫氧化鋁相結合的臨床試驗也在進行中。

“氫氧化鋁是安全的，但不是特別有效，所以我們希望（新佐劑）將是一個有趣的替代物，以此來引起人們的中和抗體反應，”Irvine說道。

快速流動

當疫苗被注射到手臂時它們通過淋巴管到達淋巴結，並在那裡遇到並啟動B細胞。 研究小組發現，新的佐劑加快了淋巴流向淋巴結的速度，進而幫助抗原在開始分解之前到達那裡。 它部分是通過刺激被稱為肥大細胞的免疫細胞來做到這一點的，而以前人們並不知道這些細胞會參與疫苗反應。

“迅速到達淋巴結是有用的，因為一旦你注射了抗原它就開始慢慢分解。 B細胞越早看到該抗原它就越有可能是完全完整的，這樣B細胞就會以該結構為目標，因為它將存在於本地病毒上，”Irvine說道。

此外，一旦疫苗到達淋巴結，佐劑就會使作為屏障的巨噬細胞層迅速死亡並使抗原更容易進入淋巴結。

佐劑説明提高免疫反應的另一種方式是通過啟動炎症細胞因數以推動更強的反應。 研究人員在佐劑中加入的TLR激動劑被認為能放大這種細胞因數反應，但其背後的確切機制目前尚不清楚。

這種佐劑還可能對任何其他類型的亞單位疫苗有用，這些疫苗由病毒蛋白或其他分子的片段組成。 除了在愛滋病毒疫苗方面的工作外，研究人員還在跟科赫研究所的J. Christopher Love實驗室一起研究一種潛在的COVID-19疫苗。 這種新佐劑似乎還有助於刺激T細胞的活性，這可能使它成為癌症疫苗的一個組成部分，其目的是刺激人體自身的T細胞來攻擊腫瘤。