研究:将疫苗直接注射到肺部可以增强对呼吸道感染或肺癌的免疫应答

许多病毒通过粘膜表面感染宿主，例如呼吸道的衬里。麻省理工学院研究人员现在已经开发出一种疫苗接种策略，可以创建一支准备好并在这些表面等待的T细胞的军队，为病毒入侵者提供更快的反应。

研究人员发现，他们可以通过给小鼠注射一种免疫抑制剂来诱导小鼠肺部产生强烈的记忆T细胞反应疫苗修饰过的能与粘液中自然存在的蛋白质结合的这可以帮助疫苗通过粘膜屏障，如肺部衬里。

该研究的主要作者Darrell Irvine说:“在这篇论文中，我们特别关注了T细胞对病毒或癌症的反应，我们的想法是使用这种蛋白质，白蛋白，作为一种特洛伊木马，让疫苗通过粘膜屏障。”他是安德伍德-普雷斯科特教授在生物工程和材料科学与工程部门任职;麻省理工学院科赫综合癌症研究所副主任;也是MGH、麻省理工学院和哈佛大学拉贡研究所的成员。

研究人员说，除了防止感染肺部的病原体，这些类型的吸入疫苗还可以用于治疗转移到肺部的癌症，甚至从一开始就防止癌症的发展。

前麻省理工学院博士后Kavya Rakhra是这项研究的主要作者科学免疫学。其他作者包括技术助理Wuhbet Abraham和Na Li，博士后Wang Chensu，前研究生Kelly Moynihan博士。17年，前研究技术人员内森·多纳休和亚历克西斯·巴尔迪恩。

当地的响应

大多数疫苗是以肌肉组织注射的方式注射的。然而，大多数病毒感染发生在粘膜表面，如肺部和上呼吸道，生殖道，或胃肠道。欧文说，在这些部位建立一道坚固的防线可以帮助身体更有效地抵御感染。

“在某些情况下，肌肉注射的疫苗可以引起粘膜表面的免疫，但有一个普遍的原则，如果你通过粘膜表面接种疫苗，你往往会在那个部位引起更强的保护，”欧文说。“不幸的是，我们还没有伟大的技术来增强免疫反应，专门保护这些粘膜表面。”

目前已经批准了一种用于流感的鼻用疫苗和一种用于伤寒的口服疫苗，但这两种疫苗都含有减毒活病毒，能够更好地跨越粘膜屏障。欧文的实验室想要寻找一种替代品:肽疫苗，这种疫苗有更好的安全性和更容易制造，但更难通过粘膜屏障。

为了使肽疫苗更容易送到肺部，研究人员转向了他们在2014年研究中首次探索的方法。在那篇文章中，欧文和他的同事发现将肽疫苗附着在血液中发现的白蛋白蛋白质，帮助肽在淋巴结中积聚，在那里它们可以激活强T细胞反应。

和大多数传统疫苗一样，这些疫苗是通过注射注射的。在他们的新研究中，研究人员调查了白蛋白是否也可以帮助肽疫苗穿过诸如肺部周围的粘膜屏障。白蛋白的功能之一是帮助维持肺部的渗透压，它可以很容易地通过肺部周围的上皮组织。

为了验证这一想法，研究人员将一个结合白蛋白的脂质尾巴附着在对抗牛痘病毒的肽疫苗上。该疫苗还包括一种被称为CpG的常用佐剂，它有助于激发更强的免疫反应。

疫苗肿瘤内递送，模拟吸入暴露。研究人员发现，这种类型的交付产生了25倍的内存增加细胞与将白蛋白改性的疫苗注入远离肺部的肌肉部位相比，在小鼠肺中。他们还表明，当小鼠暴露于疫苗病毒时期时，肌内疫苗没有提供保护，而接受疫苗的所有动物受到保护。

针对肿瘤

研究人员还测试了一种抗癌症的粘膜疫苗。在这种情况下，他们使用在黑色素瘤细胞上发现的一种肽来对小鼠进行免疫。当接种疫苗的小鼠暴露于转移性黑色素瘤细胞时，肺部的T细胞能够消灭它们。研究人员还表明，这种疫苗可以帮助减少现有的疫苗肺肿瘤。

这种局部反应使开发疫苗成为可能，通过针对肿瘤细胞上常见的抗原，可以防止肿瘤在特定器官中形成。

“在病毒和肿瘤实验中，我们利用了这一想法，就像其他人一样，这些记忆T细胞在肺部设立了商店，在障碍处等待。一旦肿瘤细胞显示或者一旦病毒感染靶细胞，T细胞就可以立即清除它，“Irvine说。

欧文说，这一策略也可用于制造针对其他病毒(如艾滋病毒、流感病毒或非典- cov -2)的黏膜疫苗。他的实验室现在正使用同样的方法，以SARS-CoV-2为靶点，制造一种能在肺部引发强烈抗体反应的疫苗。

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