模擬病毒的DNA粒子可提供無免疫副作用的疫苗
麻省理工學院的研究人員向小鼠注射了一種稱為微粒疫苗的疫苗,這種疫苗使用一種由DNA微粒而不是通常的蛋白質微粒製成的病毒模擬支架。它不僅產生了強大的免疫反應,而且避免了使用蛋白質時有時會出現的脫靶效應。
DNA 粒子製成的疫苗遞送平台避免了使用蛋白質粒子時出現的脫靶效應巴特實驗室/麻省理工學院
微粒疫苗通常是由攜帶許多病毒抗原拷貝的蛋白質型病毒微粒支架製成。由於它們模擬天然病毒,因此與傳統疫苗相比,這些疫苗能產生更強的免疫反應。它們能活化B 細胞,使其產生針對所傳遞抗原的特異性抗體。
不過,微粒疫苗的一個潛在缺點是,蛋白質支架會刺激產生針對它和它所攜帶的抗原(也是一種蛋白質)的抗體,從而降低免疫系統對抗原的反應強度。此外,由於身體會產生針對蛋白質平台的抗體,這就限制了它今後作為疫苗載體的使用,即使是用於不同的病毒。
現在,麻省理工學院的研究人員開發出了一種基於DNA 的支架,可以避免這個問題,確保免疫系統只對抗原而不是平台做出反應。
研究的通訊作者之一丹尼爾-凌伍德說:”DNA奈米粒子本身沒有免疫原性。如果使用基於蛋白質的平台,你會對平台和感興趣的抗原產生同樣高級別的抗體反應,這會使重複使用該平台變得複雜,因為機體會對它產生高親和力的免疫記憶”。
為了製作支架,研究人員採用了他們以前使用過的”DNA摺紙”技術,即折疊DNA,使其模仿病毒的結構。這種技術可以在特定位置附著各種分子,如病毒抗原。將SARS-CoV-2 穗狀病毒蛋白的受體結合部分附著在DNA 支架上後,他們在小鼠身上進行了測試。他們發現,小鼠並沒有像使用蛋白質支架時那樣對支架產生抗體,只是對SARS-CoV-2產生了抗體。
另一位通訊作者馬克-巴特(Mark Bathe)說:「我們在這項研究中發現,DNA不會誘發抗體,從而分散對相關蛋白質的注意力。你可以想像,你的B 細胞和免疫系統正在接受目標抗原的全面訓練,而這正是你想要的–讓你的免疫系統雷射聚焦於感興趣的抗原。”
與其他類型疫苗刺激的T 細胞不同,B 細胞可以持續數十年,提供長期保護。 Bathe說:”免疫學領域的許多人都對微粒疫苗非常感興趣,因為它們能產生強大的體液免疫,也就是基於抗體的免疫,它有別於基於T細胞的免疫,而mRNA疫苗似乎能更強烈地激發T細胞免疫。”
研究結果表明,DNA 支架是基於蛋白質的平台的有效替代品,但不會產生脫靶效應,研究人員目前正在探索是否可以利用它同時傳遞不同的病毒抗原,以提供對一系列病毒的保護。
Lingwood說:「我們有興趣探索是否能讓免疫系統產生更高程度的免疫力,以抵禦流感、愛滋病毒和SARS-CoV-2等傳統疫苗方法所抵禦的病原體。
這項研究發表在《自然通訊》雜誌。