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PLGA纳米疫苗佐剂研究进展

作者:www.willnano.com 日期:2023-07-12 点击:1017
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近年来,随着纳米材料技术的快速发展,纳米材料在疫苗佐剂方面的应用对疫苗的发展起到了一定 的推进作用。纳米佐剂的优势在于其良好的生物相容性、纳米尺寸效应、抗原负载能力、抗原缓释效应及靶向性等。聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly( D,L-lactic-co-glycolic acid) ,PLGA]因其良好的安全性、生物相容性、药物包封效果及药物缓释作用在疫苗佐剂领域得到了广泛关注。PLGA纳米粒可将抗原包裹于纳米颗粒中,可保护抗原免受酶解,且达到抗原长效免疫的效果。本文以PLGA纳米材料为研究对象,结合近年来PLGA纳米粒作为疫苗佐剂存在的问题及相关解决方案,对PLGA纳米粒疫苗佐剂效果各影响因素进行了全面分析总结,并展望未来发展趋势,以期为该领域的科研工作者提供理论基础。

 基于以PLGA为基础的疫苗佐剂包封抗原后,因良好的缓释效果能够长时间释放抗原,为机体提供更有效的免疫保护反应,能够减少免疫次数,达到经济有效保护机体的目的。PLGA纳米粒作为载体可负载单独抗原或几个不同的抗原。当抗原和PLGA浓度较低时就能够有效刺激机体诱导强烈的T细胞免疫反应。其中,纳米粒的大小、形状及表面电荷等均对纳米粒佐剂活性的发挥有着重要影响。

  1. 粒径对纳米粒佐剂效果的影响 

          粒径为20~100nm的纳米粒,可直接进入淋巴管或细胞间隙将疫苗递送至淋巴结,产生强烈免疫反应,即为细胞旁路途径。粒径大于100nm 的 纳米粒,能够在注射部位产生募集效应,经大量APC摄取后,将疫苗迁移至淋巴结中而产生长效免疫反应,即为细胞载体途径。不同粒径纳米粒对机体免疫反应类型的影响检测试验结果发现,粒径在200~600nm大小的纳米粒介导能够诱导机体 IFN-γ 高水平分泌,免疫类型偏向 T helper 1( Th1) 型免疫反应; 粒径在2000~ 8000 nm的纳米粒介导,则诱导机体IL-4高水平分泌,免疫类型偏向Th2型免疫反应。以上结果表明,PLGA纳米粒的作用途径及介导的免疫反应类型和免疫反应强弱均可通过控制颗粒大小进行调节。因此,纳米粒大小对 PLGA 纳米粒疫苗佐剂效应的发挥具有重要意义。

    PLGA纳米粒电镜图

                                                                                                                                                    PLGA                                                       IGU-PLGA-NPs

  2. 电荷对纳米粒佐剂效果的影响

          纳米粒表面经阳离子修饰后,不但能够通过静电吸附负载更多的抗原,还能加强诱导机体产生强烈的细胞免疫活性。纳米粒的表面电荷对细胞的摄取作用具有重要影响。试验结果显示,带正电的纳米粒更容易发生细胞内化,因为带正电的纳米粒更容易通过静电作用被带负电的细胞膜所摄取。此外,带正电荷的纳米粒进入溶酶体后,能够快速消耗溶酶体中大量 H+,从而使细胞质中大量盐离子内流, 导致溶酶体破裂,产生有效溶酶体逃逸,而逃逸出的纳米粒,通过MHC I分子呈递,有效诱导Th1型细胞活化,产生强烈细胞免疫应答。

    PLGA纳米粒粒径图

  3. 形状对纳米粒佐剂效果的影响

          纳米粒形状对其佐剂活性强弱也有一定的影响。纳米粒形状不同,导致不同纳米粒和细胞膜接触后形成的角度不同,被APC摄取的效率也不同。其中,棒状或橄榄球状纳米粒竖直和细胞膜接触时所产生的阻力小至,易被吞噬,但当棒状或橄榄球状纳米粒横向接触细胞膜时所产生的阻力要远大于圆球状纳米 粒,且纳米粒接触细胞膜时,因表面张力的作用,使棒状或橄榄球状纳米粒更容易以横向方式和细胞膜 接触。因此相对棒状或橄榄球状纳米粒,圆球状更容易被APC 摄取。

      因此,合理地设计PLGA纳米粒,通过阳离子修饰或组装的方式对PLGA纳米粒进行进一步处理,使PLGA纳米粒成为具有高抗原负载率、高APC募集效果及铝佐剂样混合吸附抗原特性,是攻克PLGA纳米粒的低抗原负载率,不完善的抗原负载方式等        缺陷的有效策略。PLGA纳米粒经表面阳离子修饰或与油乳液等组装将成为PLGA纳米佐剂研究的新方向。

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