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粒径均一聚乳酸基微球作为亚单位疫苗佐剂的研究; Uniform-sized biodegradable polymer-based microparticles as adjuvants for subunit vaccines
张威风
学位类型博士
导师马光辉
2015-05
学位授予单位中国科学院研究生院
学位专业生物化工
关键词微球佐剂 免疫应答 粒径效应 表面电荷 抗原装载方式
摘要生物降解聚合物微球佐剂领域的研究工作大多侧重于抗原包埋制剂,而对抗原-微球吸附/共混制剂的关注较少;传统方法制备的微球粒径分布宽为研究理化性质对微球佐剂效果影响带来了干扰。针对此现状,本论文选用生物相容性好、已被FDA批准药用的聚酯类材料,采用微孔膜乳化技术制备粒径均一的微球,以卵清蛋白(OVA)和流感裂解疫苗为抗原,通过吸附/共混的方法制备疫苗制剂,研究粒径、表面电荷、共用免疫增强剂和抗原装载方式对微球佐剂效果的影响及其作用机制,并探索微球作为流感疫苗佐剂的可行性,为开发基于生物降解聚合物微球的疫苗佐剂提供参考依据和理论指导。具体研究内容包括以下几部分: 1)利用微孔膜乳化技术,成功制备了粒径分布窄的四种不同粒径(500 nm、900 nm、2.1 μm和4.9 μm)的微球;体外细胞实验发现,粒径约为900 nm的微球最容易促进细胞摄取抗原、对细胞的活化作用最强;动物实验结果表明,粒径约为900 nm的微球能够诱导产生更高水平的抗原特异性抗体反应,能够诱导脾细胞分泌更多的Th1型和Th2型细胞因子,即900 nm微球具有最强的佐剂活性。 2)以商品化铝盐佐剂作为对照,探索了微球(900 nm)用作流感裂解疫苗佐剂的可行性。与铝盐相比,微球能够诱导更高水平的体液和细胞免疫应答,表现出更强的佐剂活性,且副作用明显低于铝盐。比较佐剂作用模式发现,铝盐显著延长抗原在注射部位的停留,在注射部位诱导严重的炎症反应,募集大量的免疫细胞到注射部位,促进树突状细胞(DCs)上MHC II分子的表达量(但抑制CD86分子的表达);而微球佐剂则略微加速了抗原在注射部位的清除,促进抗原向引流淋巴结迁移,同时提升DCs上MHC I分子和MHC II分子的表达量。 3)为了进一步增强微球的佐剂活性,通过在微球表面镀层各种阳离子聚合物,得到了具有不同表面电荷的微球,并评价了不同电荷微球对H5N1流感裂解疫苗的佐剂效果。随着微球表面正电荷的增加,微球对抗原的吸附能力增强,促进抗原提呈细胞摄取抗原的能力也增强。动物免疫实验结果表明,微球表面的正电荷越强,所诱导的抗原特异性细胞免疫应答越强,而体液免疫应答并不随着微球表面正电荷的增高而增强,表面带有弱正电荷的微球对体液免疫应答的增强效果最明显。 4)进一考察了免疫增强剂/聚合物微球复合佐剂的免疫增强活性。采用膜乳化技术制备了包埋TLR7配体咪喹莫特的微球(IMQ-MPs),并评价其对抗原(OVA和H5N1流感裂解疫苗)的佐剂活性。与空白微球(MPs)相比,IMQ-MPs能够更好地促进抗原提呈细胞的活化以及对抗原的摄取。动物免疫实验结果表明,IMQ-MPs能够诱导产生更高水平的抗原特异性免疫应答,尤其是细胞免疫应答。 5)以卵清蛋白OVA作为抗原,研究了抗原装载方式对微球佐剂疫苗效果的影响。结果表明,结合包埋和共混这两种抗原装载方式制备得到的复合疫苗制剂,能够诱导比单一疫苗剂型更高水平的抗原特异性免疫应答(包括更高水平的体液免疫应答、细胞免疫应答和免疫记忆);分析作用机制发现,复合疫苗可以在注射部位形成抗原储库,在保证初始抗原剂量的同时,还可以提供持续的抗原刺激,从而更好地诱导淋巴结中DCs的活化和滤泡状辅助性T细胞的分化。 综上所述,通过选择合适的微球粒径和表面电荷、结合使用分子佐剂,并对微球-抗原结合方式进行优化,可以得到效果最佳的微球佐剂。理解清楚各种因素对微球佐剂活性的影响,可以更合理地设计和构建安全、有效的聚合物微球疫苗佐剂。
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/20331
专题研究所(批量导入)
推荐引用方式
GB/T 7714
张威风. 粒径均一聚乳酸基微球作为亚单位疫苗佐剂的研究, Uniform-sized biodegradable polymer-based microparticles as adjuvants for subunit vaccines[D]. 中国科学院研究生院,2015.
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