淋巴结靶向的双响应可控释放的杂化多重免疫输递体系用于HIV DNA疫苗的研究

The DNA prime-protein boost regimen has been widely applied as a promising strategy to enhance the immunogenicity of HIV DNA vaccine. However, the problem of poorly synergistic effect caused by vaccinating separately remains a major issue. To solve this problem, a DNA prime-protein boost in ‘One’ strategy is applied, which encapsulates HIV DNA and membrane protein antigens in one vaccine delivery system. With the concept, a lymph node-targeting, dual-responsive controlled releasing, multi-immune HIV DNA vaccine delivery system is constructed. In the vaccine delivery system, zinc oxide nanoparticles act as the core of the system, and are able to complex with protein antigens and play the role of passive-targeting. Whereas, a triblock copolymer based on poly(ethylene glycol) (PEG-PAg-PDM) is used as the shell of the system, and takes the possibility of active-targeting, complexation with DNA antigens and connecting with the core. The HIV DNA and membrane protein antigens are sequentially released at the corresponding sites to synergistically enhance the vaccine immunogenicity. The DNA antigens could elementarily elicit cellular and humoral immune responses, whereas protein antigens could stimulate the production of HIV-specific antibody and provide a long-time protection of the body. Moreover, zinc oxide could boost the immunogenicity as an immunoadjuvant. Herein, this smart vaccine delivery system will be exploited as an efficient, safe and economic HIV DNA prophylactic vaccine.

针对HIV DNA疫苗联合免疫中初免与加强疫苗分开接种导致协同性差及多次重复免疫的问题，本项目拟采取集初免-加强于一体的联合免疫策略，利用主动和被动靶向，采用聚乙二醇-精氨酸-二巯基吡啶嵌段共聚物和氧化锌核壳结构的杂化体系构建一个淋巴结靶向、双响应释放、多重免疫的HIV DNA疫苗输递体系。通过结合可同时诱导体液和细胞免疫的DNA抗原、诱导产生特异性抗体的HIV膜蛋白抗原，将这两种不同机制的疫苗设计在同一输递体系上，协同诱导机体产生高效的免疫反应和长效的免疫保护；氧化锌作为免疫佐剂诱导增强机体细胞免疫原性。在这个输递体系中，通过pH、还原响应使得体系循序、定点释放这两种抗原；通过控制嵌段聚合物中双硫键的交联密度调控蛋白抗原延迟释放时间，考察体外、体内体系的免疫水平和安全性评价，优化两种抗原之间的免疫间隔，考察体系的协同免疫作用能力，以期获得一种高效、安全、经济的HIV DNA预防性疫苗。

免疫治疗是疾病预防和治疗的一种重要手段，它可以诱导机体产生特异性的免疫反应，清除体内病原体或微小病灶以及防止机体再感染等。然而，在免疫治疗过程中，往往因为抗原或药物的输递效率差最终导致免疫治疗效果不是很理想。以获得性免疫缺陷综合症（AIDs）为例，HIV DNA疫苗是预防AIDs最具发展潜力的新型疫苗之一。但是由于DNA抗原递送效率差导致免疫效果不佳，难以实现对AIDs的有效预防。因此，在本项目中我们设计并成功构建了一类靶向型DNA纳米疫苗递送体系。体系显著提高了DNA抗原在淋巴结的靶向富集，有效激活了HIV特异性免疫应答，同时诱导了细胞和体液免疫，明显提高了抗原的免疫原性，是一类高效、安全的HIV DNA预防性疫苗。基于这一研究工作的结果，我们将其延伸到了脑胶质瘤疾病的治疗。针对抗原递送效率差的共性关键科学问题，我们成功构建了一类靶向杂化联合免疫递送体系来实现对多肽抗原的靶向输递。在这个体系中，我们采用两性离子聚合物和还原响应材料构建抗原输递体系，并利用氧化锌纳米颗粒作为佐剂提高了免疫作用效果。体系不仅提高了抗原肽在淋巴结的富集，有效激活了抗原特异性抗原，而且显著延长了原位脑胶质瘤模型鼠的生存时间。同时我们采用化药治疗和免疫调节相结合的方式，构建了靶向型免疫化疗输递体系，不仅改善了脑胶质瘤免疫抑制的微环境，还显著提高了化药替莫唑胺的有效药物浓度，实现了协同抑瘤的作用效果。通过本项目的研究将有效提升抗原和药物的生物利用率，提高抗原和药物的作用效果，减少对机体的毒副作用；将进一步开发能应用于疾病免疫治疗的高效、安全的疫苗和药物剂型，推动我们重大疾病治疗工作的研究进展。