“研究发现纳米酶催化佐剂增强流感疫苗鼻腔黏膜免疫”

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近日，高级科学在线发表了中科院生物物理研究所/中科院纳米酶工程实验室高增益项目小组的研究论文。 该事业提出了以纳米酶为催化佐剂提高鼻腔粘膜免疫的方案。

流感是由流感病毒引起的呼吸道传播疾病，历史上每次流感病毒大流行都对人类健康和社会经济造成了巨大损失。 目前，流感防控最常见的策略是肌肉注射流感病毒灭活疫苗。 但是，肌肉注射途径的疫苗很难诱导粘膜部位产生特异性的siga粘膜抗体，从而比较有效地阻断病毒的入侵和传播。 鼻腔是流感病毒进入宿主的主要入口，只要在鼻腔和上呼吸道建立较有效的粘膜免疫保护，就能较有效地阻止流感病毒的早期入侵。 但是，目前存在的重要问题是流感病毒疫苗难以突破黏膜屏障，难以通过鼻腔黏膜诱导比较有效的免疫应答。

与这个问题相比，研究人员基于氧化铁纳米酶( ionzyme )的催化特性，提出了“催化免疫佐剂”的新战略。 氧化铁纳米酶是2007年高利增在阎锡蕴项目小组首次发现的具有过氧化物酶活性的一种经典纳米酶，该项目小组多年来围绕氧化铁纳米酶的设计、催化机理和生物医学应用展开研究，从体外诊断、肿瘤诊疗、抗菌/抗菌/ 在上述研究的基础上，研究者提出了基于氧化铁纳米酶增强流感病毒疫苗鼻腔黏膜免疫的策略，一方面以纳米酶为载体突破黏膜屏障，实现灭活流感病毒疫苗的有效递送； 另一方面，利用纳米酶控制ros的特点，诱导高水平的粘膜免疫应答，最终提高疫苗的免疫效果。

研究人员首先在氧化铁纳米酶表面修饰一定比例的壳聚糖，提高催化活性，同时使纳米酶表面带有大量正电荷。 经过修饰的纳米酶与负极性的流感病毒粒子结合，形成纳米酶/灭活流感病毒复合体，可以附着在负极性的鼻腔上皮表面，大大提高疫苗的粘膜靶向输送效率。 进一步的研究表明，纳米酶可以激活粘膜上皮细胞的tlr2/4受体通路，促进趋化因子ccl20的分泌，使dc细胞移动到粘膜下区域，快速募集跨越上皮摄取鼻腔流感抗原。 复合体被dc细胞捕获后，纳米酶在溶酶体酸性环境下发挥过氧化物酶活性，大幅提高ros水平促进树突状细胞成熟分化，进而激活下游一系列天然免疫应答。 然后，dc细胞迅速迁移到附近的引流淋巴结颈部淋巴结，将加工解决的流感抗原传递给t淋巴细胞，诱导高水平的iga粘膜免疫应答和igg系统性免疫应答。 动物免疫和病毒攻击试验结果表明，该纳米酶/灭活流感病毒复合体的两次滴鼻免疫可以完全保护小鼠对h1n1流感病毒的致死性攻击。 此外，氧化铁纳米酶还具有生物稳定性好、价格低廉、生物安全性高等优点，有望作为佐剂广泛应用于新型黏膜疫苗的开发。

这项事业由中科院生物物理所和扬州大学合作完成，扬州大学青年教师秦涛和研究生马尚为联合第一作者，高利增、扬州大学阴银燕和彭大新为联合通讯作者。 这项研究得到了国家要点研究开发计划、国家自然科学基金等的资助。

纳米酶作为催化佐剂提高流感病毒鼻腔粘膜免疫效果的形象