下一场疫苗革命
mRNA疫苗在COVID-19大流行期间改变了传染病医学，证明该技术可以以前所未有的速度开发、制造和部署。但mRNA疫苗具有真实的局限性——它们需要冷链物流，这对低资源环境中的分发构成挑战，其免疫反应可能相对迅速地消退，其制造涉及限制生产能力的复杂性。
研究人员认为下一步跳跃可能来自令人惊讶的方向：DNA折纸。科学家现在正在测试一个名为DoriVac的平台，该平台使用折叠的DNA纳米结构——从DNA链以近原子精度组装的几何形状——以一种产生比传统方法更强、更持久反应的方式将抗原传递给免疫系统。
DNA折纸在疫苗中的工作原理
DNA折纸是一种技术，其中单链DNA使用互补的短DNA链作为钉书钉折叠成精确的二维和三维形状。所得的纳米结构可设计为几乎任何几何形状，并可在特定的、可编程的位置用蛋白质、小分子或其他生物有效负载进行功能化。
在DoriVac平台中，这些纳米结构被装载有按照模式排列的抗原蛋白，该模式模仿抗原在实际病毒表面上的显示方式。这种空间排列是关键的。免疫系统的B细胞对在重复、有序阵列中呈递的抗原反应更有力——类似于真正病原体的表面蛋白——而不是对以溶液形式呈献的抗原。
早期结果
在小鼠和人类免疫细胞模型中进行的早期研究中，DoriVac产生了强烈的抗体反应和强大的T细胞反应。T细胞反应特别值得注意：mRNA疫苗在产生抗体反应方面表现出色，但在产生T细胞免疫方面的成功参差不齐，这对清除已建立的感染和提供长期保护特别重要。
研究人员报告说，DoriVac的结构化抗原呈递比以可溶形式传递的抗原更有效地激活了树突状细胞——免疫系统的专业抗原呈递细胞。树突状细胞激活是产生强T细胞反应的关键瓶颈。
制造优势
除了免疫学性能外，DoriVac平台可能相对于mRNA疫苗提供有意义的制造优势。DNA在化学上比RNA更稳定，减少了冷链要求，延长了环境条件下的保质期。DNA纳米结构的合成可以使用现有的DNA合成基础设施进行，不需要mRNA疫苗所依赖的专门脂质纳米颗粒配方。
研究人员还指出，DNA折纸纳米结构的模块化设计使该平台本质上具有适应性。改变抗原靶点需要修改所附的有效负载，而不是重新设计底层传递系统——一个特征，可以使对新出现的传染病威胁的快速反应成为可能。
通往临床试验的道路
DoriVac平台仍处于临床前阶段，存在关于其在人体受试者中的行为及其对大流行级别生产的可扩展性的重大问题。研究人员的目标是现有疫苗技术的限制最为突出的疾病——HIV、埃博拉和COVID-19变体——作为初始临床开发优先事项。
HIV疫苗开发在过去四十年中一直困扰着该领域，针对病毒迅速变异的表面蛋白产生广泛中和抗体的困难仍然是中心障碍。DoriVac结构化抗原呈献方法是研究人员为克服这一障碍而追求的几种策略之一。
本文基于Science Daily的报道。阅读原始文章。
Originally published on sciencedaily.com