近日，過程工程所馬光輝研究員、夏宇飛副研究員團隊聯合北京理工大學慶宏教授，利用自主創新的顆粒化乳液科技構建了用白蛋白穩定的可變形性乳液，顯著提升了淋巴結遞送效率和免疫應答效果，為疫苗富集至淋巴結提供了新策略。
相關研究成果“構建用於淋巴結遞送的白蛋白穩定的可變形性乳液（Engineering the Deformability of Albumin-Stabilized Emulsions for Lymph-Node Vaccine Delivery）”，於5月19日發表於《先進材料》（Advanced Materials）（DOI:10.1002/adma.202100106）。
對於疫苗遞送來說，主要挑戰是實現抗原直接高效的淋巴結富集，從而利用淋巴結中的免疫細胞和細胞因數來刺激適應性免疫反應的發生和持續。現時對於疫苗遞送系統的研究集中在大小、電荷或表面配體上，沒有涉及到載體的變形性（即柔性）。實際上，大到幾十微米的抗原遞呈細胞都可以通過柔性形變擠壓穿過細胞間隙，實現特定組織的定向遷移。
基於此柔性過程，該研究團隊仿生構建了具有柔性的白蛋白顆粒化乳液（約330 nm）。一方面，其可以在組織液中，通過柔性形變自我調整間質細胞間隙（20-100 nm），從而變形穿過細胞縫隙，達到組織滲透的目的（圖1）。在肌肉注射後，白蛋白穩定的乳液（DASE）可以通過這一仿生過程高效富集至淋巴結。另外，一部分乳液可以停留在注射部位，通過募集抗原遞呈細胞，促進其內吞抗原，並令其攜帶抗原歸巢至淋巴結（圖2a）。同時淋巴結DASE的原貯型樹突狀細胞和遷移性樹突狀細胞比例相當，再次表明DASE通過直接變形進入淋巴管和細胞攝取遷移雙途徑富集至淋巴結（圖2b）。小鼠淋巴結螢光成像DASE組在注射後18h和24h淋巴結中抗原螢光强度都很高，再次表明DASE通過雙通道淋巴結富集（圖2c）。由於高强度的淋巴結富集水准，也引起了強效的免疫應答水准（圖2d）和免疫治療效果（圖2e）。
顆粒化乳液用於疫苗遞送（兼具佐劑功能）是過程工程所提出的類比病原體的仿生設計，對提升抗原的體液和細胞免疫效果具有通用性，已獲得中國發明專利授權（ZL201410272743.4）和日本專利授權（JP6434995）。該團隊提出的柔性疫苗佐劑利用自身變形性富集至淋巴結的策略，也已在2021年申請專利（2021102821173）。
北京理工大學聯合培養碩士生宋畑畑為本文第一作者，馬光輝研究員、慶宏教授和夏宇飛副研究員為本文通訊作者。上述研究是基於過程工程所生化工程國家重點實驗室開發的顆粒化乳液科技，及一系列疫苗新劑型的構建，相關工作已發表於Nature Materials（2018，17，187）、Advanced Materials（2018，30，1801067；2019，31，1801159）、ACS Nano（2019，13，13809）、Chinese Journal of Chemistry（2020，38，911）、高分子學報（2020，51，125）等期刊上，得到了國家自然科學基金創新群體項目（21821005）、青年科學基金項目（21908229），中國科學院先導專項（XDB29040303）、中國科學院基礎前沿科學研究計畫-從0到1原始創新項目（ZDBS-LY-SLH040）、中國科學院青年創新促進會人才項目（2020000053）等支持。
圖1.顆粒化乳液柔性形變提升淋巴結歸巢
圖2（a）白蛋白穩定的可變形乳液（DASE）的雙通道遞送途徑（b，c）DASE在淋巴結中的不同來源的DC和雙時間段高螢光强度；（d）DASE大大提升了脾細胞中IFN-gT細胞的活化；（e）DASE顯著延長了荷瘤小鼠的生存期。
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