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“合理疫苗学”：疫苗设计与制造新方式
改变抗原和佐剂结构位置可大幅提高效力

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大多数常规疫苗，是将抗原和佐剂混合后注射到患者体内。由于对疫苗结构没有控制，因此对疫苗成分的运输和加工控制也有限，从而对疫苗效果也很难把握。美国研究人员发现，使用化学和纳米技术改变纳米级疫苗内部佐剂和抗原的结构位置，可大大提高疫苗的性能。
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【科技创新世界潮】
◎本报采访人员张梦然
有没有能显著提高所有疫苗效力的通用方法？
美国西北大学国际纳米技术研究所（IIN）研究人员正在为此努力。他们发现，使用化学和纳米技术改变纳米级疫苗内部佐剂和抗原的结构位置，可大大提高疫苗的性能。
IIN所长、首席研究员查得·米尔金说：“除了成分，结构也是决定疫苗功效的关键因素。将抗原和佐剂置于单一结构中的位置和方式，显著改变了免疫系统识别和处理它的方式。 ”这种对结构的高度重视有可能提高传统癌症疫苗的有效性，而在历史上，传统癌症疫苗效果不彰。
迄今为止，米尔金团队研究了疫苗结构对7种不同类型癌症的影响，包括三阴性乳腺癌、乳头瘤病毒诱发的宫颈癌、黑色素瘤、结肠癌和前列腺癌，以确定治疗每种癌症的最有效结构。
“搅拌机” ，常规疫苗的老方法
大多数常规疫苗，是将抗原和佐剂混合后注射到患者体内。由于对疫苗结构没有控制，因此对疫苗成分的运输和加工控制也有限，从而对疫苗效果也很难把握。
传统疫苗的一个挑战是，在混合物中，一个免疫细胞可能会吸收50种抗原和一种佐剂，或者一种抗原和50种佐剂。但必须达成每一种的最佳比例，才能最大限度地提高疫苗的有效性。
鉴于此，米尔金发明了球形核酸（SNA）结构平台，以用于新型模块化疫苗。 SNA使科学家能准确地辨认有多少抗原和佐剂被输送到细胞，还能调整这些疫苗成分的呈现方式及其处理速度。这种对疫苗有效性具有很大影响的结构性考量，在传统方法中基本上被忽略了。
你体内，每个士兵都有武器
在模块化疫苗结构中系统地控制抗原和佐剂位置的方法，被米尔金命名为“合理疫苗学” 。它基于这样一个概念，即疫苗成分的结构呈现与驱动功效的成分本身一样重要。
米尔金称：“通过合理疫苗学开发的疫苗，向每个免疫细胞提供精确剂量的抗原和佐剂，它们都同样准备好去攻击癌细胞。如果你的免疫细胞是士兵，那么传统疫苗中一些士兵仍然手无寸铁；而我们的疫苗为它们提供了一种强大的武器。 ”
双拳出击，打败狡猾“变异者”
米尔金团队发现，当改变两种从成分角度来看几乎相同的疫苗中的抗原位置时，其对肿瘤的治疗效果会发生显著变化：一种疫苗有效且有用，而另一种疫苗的效果要差得多。
这取决于它们在SNA结构中的位置。数据表明，将两种不同的抗原附加到包含佐剂壳的SNA上，是“最佳位置” ，也就是癌症疫苗最有效的结构。与将相同的两种抗原连接到两个单独的SNA结构相比，它导致抗原特异性T细胞活化增加30% ，并且增殖的T细胞数量增加了一倍。
这些工程化的SNA纳米结构，在多种动物模型中都阻止了肿瘤的生长。
许多当前的癌症疫苗被设计为主要激活细胞毒性T细胞，这只是针对癌细胞的一种防御。由于肿瘤细胞总是在变异，它们很容易“逃脱监视” ，从而迅速使疫苗失效。如果T细胞有更多抗原来识别它，那么T细胞识别突变癌细胞的几率也会更高。