近日發表在《美國(guo)(guo)國(guo)(guo)家科學院院刊》上(shang)的小(xiao)鼠測試結(jie)果顯示，攜帶基于mRNA的疫苗的可降解聚(ju)合物納米顆粒在注(zhu)射到小(xiao)鼠血液(ye)中時，能夠進入脾臟并以靶向方式激活(huo)某些抗癌免疫細胞。

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這則研(yan)究由約(yue)翰霍普金斯大學醫學的(de)科(ke)學家的(de)科(ke)學家發起，他們(men)已經開發出(chu)一(yi)種(zhong)納米(mi)顆粒——一(yi)種(zhong)極其微(wei)小的(de)可生物(wu)降(jiang)解的(de)容(rong)器：有(you)可能改善基于信使核糖核酸 （mRNA） 的(de)疫苗用(yong)于 傳染(ran)病(bing)的(de)遞送，以及用(yong)于治療包括癌癥在內的(de)非傳染(ran)性疾病(bing)的(de)疫苗。

研究(jiu)人(ren)員還發現，與接受對照治療的小鼠(shu)相比(bi)，注射約(yue)翰霍(huo)普金斯大學制造(zao)的納米顆粒后，患黑色(se)素瘤的小鼠(shu)存(cun)活(huo)時間延長了(le)一倍，患結腸直腸癌的小鼠(shu)存(cun)活(huo)時間延長了(le)一倍。

此外，科學家們發現，在整個小鼠中，大約一半的(de)(de)專門負責識別(bie)和摧(cui)毀(hui)不健康細(xi)胞(bao)(bao)(如感染(ran)病毒或癌(ai)癥的(de)(de)細(xi)胞(bao)(bao))的(de)(de)免(mian)疫細(xi)胞(bao)(bao)被激(ji)活(huo)，并準備識別(bie)特定的(de)(de)入侵(qin)癌(ai)細(xi)胞(bao)(bao)。

由脂質(zhi)(一(yi)種脂肪(fang)酸)制成的納米顆粒是mRNA病(bing)毒(du)肺炎疫苗(miao)的基礎(chu)。這種以脂質(zhi)為(wei)基礎(chu)的預防性疫苗(miao)通常被注射到肌(ji)肉中。

然而(er)，雖然肌肉中含(han)有許(xu)多能(neng)(neng)夠表達mRNA的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)，這些細(xi)(xi)胞(bao)可以導致抗體(ti)反(fan)應，但樹突狀細(xi)(xi)胞(bao)相對(dui)較少(shao)，樹突狀細(xi)(xi)胞(bao)是一種免(mian)疫(yi)細(xi)(xi)胞(bao)，可以指導免(mian)疫(yi)系(xi)統的(de)(de)其余(yu)部分，特別是T細(xi)(xi)胞(bao)，尋找并摧毀(hui)癌細(xi)(xi)胞(bao)。科學家們(men)或許(xu)能(neng)(neng)夠通過增強(qiang)疫(yi)苗(miao)攜帶mRNA指令(ling)到達樹突狀細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)能(neng)(neng)力，來改進以癌癥治療為(wei)重點的(de)(de)疫(yi)苗(miao)。

事(shi)實證明，將(jiang)基于脂質的疫苗(miao)注射(she)到血液中很(hen)困難，因為疫苗(miao)往(wang)往(wang)會(hui)直接進入肝臟(zang)，在那里它們會(hui)被降解。

約翰霍普金斯大(da)學(xue)(xue)醫學(xue)(xue)院生物(wu)醫學(xue)(xue)工程(cheng)教授Jordan Green博士說:“我(wo)們(men)的(de)目標是開發(fa)一種(zhong)納米顆(ke)粒，它不會直(zhi)接被送到肝臟，而是能有效地教導免疫系統細胞尋找并摧毀(hui)適當的(de)目標。"

Green解釋說(shuo)，為了制造更強的傳染(ran)(ran)病(bing)和非(fei)傳染(ran)(ran)病(bing)(如(ru)癌癥)疫苗，需要納米顆(ke)粒的mRNA含量到達、進入樹(shu)突(tu)狀細(xi)胞(bao)并(bing)在(zai)樹(shu)突(tu)狀細(xi)胞(bao)中(zhong)表達。研究人員說(shuo)，mRNA在(zai)樹(shu)突(tu)狀細(xi)胞(bao)中(zhong)表達后，它很(hen)快就會被(bei)降解，由(you)此產生的免疫細(xi)胞(bao)反應可以在(zai)mRNA和納米顆(ke)粒消失很(hen)久之后持續更長(chang)的時間。

通常，科學家們通過將蛋白質附著在(zai)納米(mi)顆(ke)粒(li)上來完成這種(zhong)(zhong)細胞靶向(xiang)，納米(mi)顆(ke)粒(li)就像鎖(suo)和鑰(yao)匙(chi)一樣，與目(mu)(mu)標細胞的(de)表(biao)面特異性結合。然而，在(zai)這種(zhong)(zhong)方(fang)法的(de)實驗室測試中，只(zhi)有一小部(bu)分(fen)納米(mi)顆(ke)粒(li)到達了目(mu)(mu)標細胞，科學家們說，這種(zhong)(zhong)方(fang)法在(zai)制造上存在(zai)挑戰。

Green和(he)(he)他(ta)的團隊(dui)測試了(le)各種材料，最(zui)終決定將所需的mRNA包(bao)裹(guo)在聚合物(wu)(wu)基容(rong)器(qi)中。聚合物(wu)(wu)是(shi)一組(zu)重復的小(xiao)分子，它們(men)(men)形成(cheng)一個緊密結合的鏈(lian)，形成(cheng)一個更大的分子，它們(men)(men)可以被設計成(cheng)在體內(nei)生物(wu)(wu)降解回小(xiao)分子。Green的團隊(dui)設計了(le)納米顆粒親水分子和(he)(he)疏水分子的比(bi)例，這(zhe)是(shi)使納米顆粒更容(rong)易包(bao)裹(guo)mRNA并(bing)使其更容(rong)易進入(ru)目標細(xi)胞的關(guan)鍵(jian)。

然(ran)后，Green的(de)(de)團隊使用二硫鍵(jian)使納米顆(ke)粒在目標(biao)細胞內(nei)迅(xun)速降解。用于(yu)構建納米顆(ke)粒的(de)(de)聚合物(wu)包含對特(te)定組織類型具有親和(he)力的(de)(de)端蓋(gai)分(fen)子。

最后，Green和他的團(tuan)隊在(zai)納米顆粒中添(tian)加了一種(zhong)“輔助劑"，也被稱為佐劑。佐劑有助于激(ji)活樹突細胞(bao)。

在實驗室培(pei)養的(de)(de)細胞實驗中(zhong)，研究人(ren)員(yuan)發(fa)現，他們(men)開(kai)發(fa)的(de)(de)納(na)米顆(ke)粒結構被初級樹突狀(zhuang)細胞吸收的(de)(de)水平比mRNA本(ben)身高(gao)出約50倍。在小鼠實驗中(zhong)，納(na)米顆(ke)粒到達的(de)(de)脾臟中(zhong)近80%的(de)(de)細胞是目(mu)標樹突狀(zhuang)細胞。

在(zai)一組實驗中(zhong)(zhong)，研(yan)究人員使用帶有基因工程免疫細(xi)胞(bao)(bao)(bao)的小鼠，如果(guo)打開(kai)納米(mi)顆(ke)粒(li)以顯(xian)示其mRNA含量，它們就(jiu)會(hui)發出紅光。他(ta)們發現，脾(pi)臟(zang)中(zhong)(zhong)5%到6%的樹突狀細(xi)胞(bao)(bao)(bao)成功地吸(xi)收、打開(kai)并處理了納米(mi)顆(ke)粒(li)，與巨噬細(xi)胞(bao)(bao)(bao)、單核細(xi)胞(bao)(bao)(bao)、中(zhong)(zhong)性粒(li)細(xi)胞(bao)(bao)(bao)和(he)T細(xi)胞(bao)(bao)(bao)等其他(ta)免疫細(xi)胞(bao)(bao)(bao)相比(bi)，這種情況主要發生在(zai)樹突狀細(xi)胞(bao)(bao)(bao)中(zhong)(zhong)。

“免(mian)疫系統被設計成(cheng)通過放大反(fan)應來工(gong)作，在那(nei)里樹突狀細胞(bao)教導(dao)其(qi)他免(mian)疫細胞(bao)在體(ti)內尋找什么，"Green說。

后來的實驗表(biao)明，在兩次注(zhu)射新的納(na)米顆(ke)粒制劑和免疫(yi)治療藥(yao)物后，一半的結(jie)直(zhi)腸癌(ai)小鼠長期存活，相(xiang)比之下，使用其他納(na)米顆(ke)粒制劑和免疫(yi)治療藥(yao)物或單獨使用免疫(yi)治療藥(yao)物治療后，10%至30%的小鼠存活。

在長(chang)期存活的(de)(de)(de)結(jie)直腸癌小(xiao)鼠中，當研究(jiu)人員給(gei)它(ta)們額(e)(e)外(wai)的(de)(de)(de)結(jie)直腸癌細胞時，它(ta)們都沒(mei)有額(e)(e)外(wai)的(de)(de)(de)治療，這表明長(chang)期的(de)(de)(de)免疫反應阻止(zhi)了癌癥的(de)(de)(de)復發(fa)。

研究人員還發現，在用這種(zhong)新型納米顆粒治療21天后，小鼠體內60%的(de)殺傷(shang)細(xi)(xi)胞T細(xi)(xi)胞被(bei)武裝起來，能夠(gou)識別并攻擊結腸直腸細(xi)(xi)胞。同(tong)樣，在患(huan)有黑(hei)色素瘤的(de)小鼠身上，大約有一半(ban)的(de)同(tong)種(zhong)T細(xi)(xi)胞被(bei)準備好攻擊黑(hei)色素瘤。

Green說(shuo):“納米(mi)顆粒(li)(li)輸(shu)送(song)系統(tong)能夠(gou)產生(sheng)一群能夠(gou)識別(bie)癌癥(zheng)相關抗原的T細胞。這種新的納米(mi)顆粒(li)(li)輸(shu)送(song)系統(tong)可能會改善傳(chuan)染病疫苗(miao)的接(jie)種方式，也(ye)可能為(wei)治療癌癥(zheng)開(kai)辟(pi)一條新的途徑。"