研究:直接将疫苗注射到肺部可以增强对呼吸道感染或肺癌的免疫反应

许多病毒通过呼吸道内壁等粘膜表面感染宿主。麻省理工学院的研究人员现在开发了一种疫苗接种策略，可以在这些表面上创建一个准备就绪并等待的T细胞大军，对病毒入侵者提供更快的反应。

研究人员表明，他们可以通过给小鼠的肺部注射一种强烈的记忆T细胞反应疫苗经过修饰，与黏液中天然存在的蛋白质结合。这可以帮助疫苗通过粘膜屏障，如肺内膜。

“在这篇论文中，我们特别关注了对病毒或癌症有用的T细胞反应，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，让疫苗穿过粘膜屏障，”该研究的高级作者达雷尔·欧文说，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系任职;麻省理工学院科赫综合癌症研究所副所长;他还是麻省理工学院和哈佛大学拉贡研究所的成员。

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

前麻省理工学院博士后Kavya Rakhra是这项研究的主要作者，该研究发表在今天的《科学》杂志上科学免疫学．作者还包括技术同事Wuhbet亚伯拉罕和李娜,博士后Chensu王前凯利莫伊尼汉博士研究生。17年，前研究技术员内森·多纳休和亚历克西斯·巴尔迪翁。

当地的响应

大多数疫苗都是注射到肌肉组织中。然而，大多数病毒感染发生在粘膜表面，如肺和上呼吸道、生殖道或胃肠道。欧文说，在这些部位建立一道强大的防线可以帮助身体更有效地抵御感染。

Irvine说:“在某些情况下，在肌肉中接种疫苗可以在粘膜表面引起免疫，但有一个普遍的原则，即如果你通过粘膜表面接种疫苗，你往往会在该部位引起更强的保护。”“不幸的是，我们还没有很好的技术来建立专门保护这些粘膜表面的免疫反应。”

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，但这两种疫苗都是由减毒活病毒组成的，能够更好地穿过粘膜屏障。欧文的实验室想要寻求一种替代方案:肽疫苗，这种疫苗具有更好的安全性，更容易制造，但更难以通过粘膜屏障。

为了让肽疫苗更容易进入肺部，研究人员采用了他们在2014年的一项研究中首次探索的方法。在那篇论文中，欧文和他的同事发现，将肽疫苗附着在血液中的白蛋白上，有助于肽在淋巴结中积聚，在那里它们可以激活强烈的T细胞反应。

和大多数传统疫苗一样，这些疫苗是通过注射方式接种的。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通过肺周围的粘膜屏障。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周围的上皮组织。

为了验证这一想法，研究人员将白蛋白结合脂质尾附着在对抗痘苗病毒的肽疫苗上。该疫苗还包括一种常用的佐剂CpG，它有助于激发更强的免疫反应。

疫苗是气管内注射的，模拟吸入暴露。研究人员发现，这种传递方式使记忆T增加了25倍细胞与将白蛋白修饰疫苗注射到远离肺部的肌肉部位相比。他们还表明，当小鼠几个月后暴露于牛痘病毒时，肌肉注射疫苗没有提供保护，而所有气管注射疫苗的动物都受到保护。

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，他们使用黑色素瘤细胞上发现的一种肽来免疫小鼠。当接种疫苗的小鼠暴露于转移性黑色素瘤细胞时，肺中的T细胞能够消除它们。研究人员还表明，这种疫苗可以帮助缩小现有的肺肿瘤。

这种局部反应可以通过针对肿瘤细胞上常见的抗原来开发疫苗，以防止肿瘤在特定器官中形成。

“在病毒和肿瘤实验中，我们都利用了这一想法，正如其他人所表明的那样，这些记忆T细胞在肺部设立了商店，就在屏障那里等待。一旦肿瘤细胞出现，或者病毒感染目标细胞，T细胞就能立即清除它，”欧文说。

Irvine说，这种策略也可以用于制造针对其他病毒(如艾滋病毒、流感或sars - cov -2)的粘膜疫苗。他的实验室现在正在使用同样的方法制造一种疫苗，以SARS-CoV-2为靶点，在肺部引发强烈的抗体反应。