蜘蛛絲獲靈感，科學家研製出新型抗癌疫苗遞送載體

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為了對抗癌症，研究人員越來越多地使用疫苗來刺激免疫系統識別並破壞腫瘤細胞，然而臨床上並不是總能得到所需的免疫應答，為了加強疫苗對免疫系統的效力--特別是對於偵測腫瘤細胞舉足輕重的T淋巴細胞--來自日內瓦大學、弗賴堡大學、慕尼黑大學以及拜羅伊特大學的研究人員，與德國AMSilk公司合作開發了一款能夠將疫苗直接遞送到免疫細胞核心的蜘蛛絲微膠囊。這一研究發現亦可應用於預防性疫苗，並且為研發靶向更精準、使用更便捷、抗極端儲存條件更優的疫苗邁出重要一步。

我們的免疫系統主要基於兩種類型的細胞：產生各種抗感染所需抗體的B淋巴細胞和T淋巴細胞。當出現癌症或某些傳染病如肺結核時，免疫系統需要激活T淋巴細胞，然而其激活機制比B淋巴細胞更為複雜：為了引發反應必須使用一種肽，然而如果直接注射，那麼在到達靶標之前肽就會被機體降解掉。

「開發有效抗癌的免疫治療藥物，必須產生顯著的T細胞反應，」負責該項工作的日內瓦大學醫學及科學系抗腫瘤免疫治療專家Carole Bourquin教授說道： 「目前的疫苗對T細胞作用有限，因此研製出能夠克服這一問題的疫苗接種程式至關重要。」

攝入蜘蛛絲納米顆粒的免疫細胞（綠色）。核內體，即納米顆粒釋放疫苗的細胞部分，呈藍色。Credit: Laboratoire Bourquin - UNIGE

幾乎堅不可摧的膠囊

科學家們使用了合成蜘蛛絲生物聚合物--一種輕便、生物相容性高的無毒材料，對光和熱的降解具有高度抵抗力。 「我們在實驗室重新製作了這種特殊的絲，以插入一種具有疫苗特性的肽，」拜羅伊特大學蜘蛛絲領域專家Thomas Scheibel解釋說：「最終的蛋白質鏈被鹽析出來，形成可注射的微粒。」

絲微粒形成遞送膠囊，可防止疫苗肽被快速降解，並將其遞送至淋巴結細胞的中心，由此顯著增加T細胞的免疫應答。 Carole Bourquin表示：「我們的研究證明了這種技術用於製備穩定、簡便、可定製化新疫苗的有效性。」

合成絲質生物聚合物顆粒具有很高的耐熱性，可承受超過100°C的高溫數小時而不被損壞。 從理論上講，這一技術也許可以開發出不需要佐劑和冷鏈的疫苗。 這是一個不可否認的優勢，因為在許多地方尤其是發展中國家，疫苗的保存是一大難題。 然而該技術的局限性之一是微粒的大小：儘管理論原則上該微粒適用於任何足夠小的可併入絲蛋白中的肽，但是還需要進一步研究，以確定它是否也適用於標準疫苗中使用的較大抗原，特別是在針對病毒性疾病時。

「越來越多的科學家正試圖模仿大自然，」Scheibel補充道：「蜘蛛絲的特性使其成為一種特別有趣的產品：生物相容性高、固態、薄、可生物降解、耐極端條件甚至抗菌，可以想像其未來的應用也很廣泛，例如傷口敷料、縫合線等。

文 | 醫谷 周會棋譯

原文檢索：《A new kind of vaccine based on spider silk》

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