乙型肝炎病毒（HBV）感染是世界范圍內最常見的慢性病毒感染，與肝硬化及肝癌的關系密切，是全球性重大公共衛生健康問題之一。盡管開發了針對HBV的預防性疫苗，但是誘導有效抗體應答的治療性免疫仍然存在困難。

納米微粒（NPs）可以作為各種類型物質的保護性遞送載體，增加物質的穩定性和溶解性，延長半衰期，同時納米微粒還可以靶向癌細胞免疫系統，識別納米和微米大小的顆粒（比如病毒和細菌），并對它們做出反應。在材料科學與生命科學飛速發展的今天，納米材料應用于疫苗的開發，癌癥的治療等方面有著廣闊的前景。

HBV表面蛋白preS1結構域是肝細胞上主要的病毒附著位點，為抗病毒治療提供了靶點，但是，其免疫原性差限制了臨床轉化。近期，中國科學院生物物理研究所感染與免疫重點實驗室朱明昭課題組在Nature Nanotechnology（IF：33.407）上發表了題為“Dual-targeting nanoparticle vaccine elicits a therapeutic antibody response against chronic hepatitis B”的文章，報道了一種效果顯著、具有臨床轉化潛力的治療性乙肝疫苗，而且揭示了納米顆�？乖�靶向遞送、轉運、誘導Tfh和B細胞活化應答的免疫學新機制，具有重要的免疫學理論價值和醫學應用前景。

常規的乙型肝炎表面抗原（HBsAg）疫苗在大多數健康的接種人群中誘導產生保護性抗體，并有效降低了新的HBV感染的發生率。但是，HBsAg在慢性乙型肝炎（CHB）臨床前動物模型或患者中均無法誘導有效的抗體應答，這可能是由于病毒抗原長期誘導的抗原特異性免疫耐受。因此，迫切需要一種有效根除乙肝的治療策略。與HBsAg相比，HBV表面抗原的preS1結構域被認為是開發治療性疫苗的理想免疫原候選物。在CHB患者中，對preS1似乎比對HBsAg的免疫耐受性低得多。實際上，作者的研究顯示，preS1疫苗（而不是HBsAg疫苗）接種可以誘導攜帶HBV的小鼠產生中和性抗體。但是，與HBsAg相比，preS1似乎不是有效的抗體誘導劑。因此，如何提高preS1的免疫原性以增強治療性抗體反應是當前基于preS1開發治療性疫苗的關鍵問題。

淋巴結（LN）抗原呈遞細胞（APC）靶向治療已被普遍認為是許多納米疫苗的重要特征。然而，考慮到APC的復雜組成和不同APC亞型的多樣化功能，納米疫苗免疫過程中不同APC亞型的特定作用以及如何協調靶向它們以進行有效的適應性免疫反應尚不清楚。鐵蛋白自組裝NPs最近在疫苗設計中得到了廣泛的認可。但是，其潛在的免疫學機制仍未完全闡明。在該研究中，實驗團隊設計了鐵蛋白NP-preS1疫苗。

●評估疫苗的免疫原性和生物安全性 ●

首先，他們對這種疫苗的免疫原性及安全性進行了評估。結果發現，第21天，鐵蛋白NP-preS1疫苗誘導的抗體水平是可溶性SC-preS1的50倍。鐵蛋白NP-preS1免疫組中的抗preS1水平增加，并在第60天達到峰值，此時測得的抗體水平約是SC-preS1對照疫苗組的150倍，此時抗體水平仍然保持低位�？贵w反應逐漸下降，但在第235天仍可檢測到。此外，與SC-preS1對照組相比，加強免疫在鐵蛋白NP-preS1組中引起了更強的抗體反應（約600倍）。此外，將preS1抗原與鐵蛋白NP物理混合而不是共價結合不能引起強烈的抗preS1反應，這表明在鐵蛋白NP上展示抗原的必要性。因此，與鐵蛋白NPs結合的preS1通常增強preS1抗原的免疫原性并引發有效的抗體反應。進一步的研究表明，鐵蛋白NP-preS1疫苗誘導的抗preS1抗體比SC-preS1誘導的抗體具有更高的親和力。從安全性的角度來看，盡管很容易誘導抗激烈熱球菌（Pf）—鐵蛋白的強烈反應，但在免疫Pf鐵蛋白NP-preS1后沒有誘導出針對小鼠鐵蛋白的交叉反應抗體。另外，谷氨酸丙酮酸轉氨酶和谷氨酰草酰乙酸轉氨酶的血清水平都正常。鐵蛋白NPs的最低鐵含量不太可能影響體內鐵的穩態。綜上所述，基于鐵蛋白-NP的preS1疫苗具有顯著的免疫原性和生物安全性。

圖1. 鐵蛋白NP疫苗的分子設計及其誘導的抗體反應

●評估疫苗的預防和治療作用●

為測試鐵蛋白NP-preS1疫苗誘導的preS1抗血清是否可以預防HBV感染，疫苗接種的小鼠在接種兩周后接受了腺病毒（AAV-HBV1.3）的第二次攻毒。為了評估抗血清的中和能力，在存在不同免疫血清的情況下，用HBV感染HepG2-hNTCP細胞。結果，體內和體外實驗均表明鐵蛋白NP-preS1疫苗是有效的預防性疫苗。為確定該疫苗的治療效果，研究人員建立了攜帶HBV的小鼠，并每兩周用等摩爾的鐵蛋白NP-preS1疫苗或SC-preS1免疫四次，結果顯示NP-preS1的功能性治愈潛力和肝臟中HBV核心抗原的清除并未伴有肝損傷。因此，鐵蛋白-preS1 NPs和CpG在長期HBV感染的小鼠模型中可作為一種有效且非致病的治療性疫苗。此外，該研究表明，鐵蛋白NP-preS1疫苗誘導的Th1反應可能在實現治療效果中起重要作用：增強IFN-γ反應可能與鐵蛋白NP-preS1疫苗協同作用。

●免疫機制研究 ●

為了了解鐵蛋白NP疫苗是如何被宿主免疫系統識別和加工的，研究用熒光素酶標記的鐵蛋白NP以追蹤其路徑。鐵蛋白NPs似乎主要被淋巴結中的SIGNR1+DC和SIGNR1+巨噬細胞捕獲。

生發中心（GC）的形成對于強烈的抗體反應至關重要，GC B細胞的親和力取決于CD4+Tfh細胞。對于顆粒抗原免疫，DCs可以將抗原攜帶到淋巴濾泡以激活B細胞。盡管DC在T細胞活化中起主要作用，但在鐵蛋白NP疫苗免疫期間對于早期B細胞活化并非必要的。除DC外，SIGNR1+巨噬細胞可有效捕獲鐵蛋白NP，在B細胞活化早期和IgG應答中起著至關重要的作用。SIGNR1+巨噬細胞可能直接將抗原帶到淋巴濾泡以激活B細胞。研究人員想知道這種遷移是如何受到調控的，由于CXCL13在B細胞濾泡中的大量表達及其在淋巴濾泡遷移中的作用，就鑒定了CXCL13-CXCR5軸。結果發現了一種新的免疫機制：CXCR5依賴性的SIGNR1+巨噬細胞可以攜帶鐵蛋白納米顆粒抗原，向淋巴濾泡遷移，傳遞抗原給B細胞并激活B細胞。

圖2. B細胞激活和抗體產生需要SIGNR1+巨噬細胞

●小結 ●

作者設計了一種鐵蛋白納米顆粒疫苗，該疫苗在小鼠模型中顯示出明顯的預防和治療作用�？梢詫�preS1遞送到特定的髓樣細胞，包括SIGNR1+樹突狀細胞（激活T濾泡性輔助細胞）和淋巴竇相關的SIGNR1+巨噬細胞（可以激活B細胞）。高水平和持久的抗preS1反應，可在慢性HBV小鼠模型中有效清除病毒并進行部分血清學轉化，為慢性乙肝的功能治愈提供了新的疫苗接種策略。從機制上講，鐵蛋白NP靶向不同的SIGNR1+APC，以誘導T卵泡輔助（Tfh）細胞和B細胞活化，從而提高抗體的產生。重要的是，作者發現了一種新的機制：CXCR5依賴性的SIGNR1+巨噬細胞可以攜帶鐵蛋白納米顆粒抗原，向淋巴濾泡遷移，傳遞抗原給B細胞并激活B細胞。針對SIGNR1+常駐DC和LN中的巨噬細胞，這項研究可能會為將來的CHB治療轉化研究提供一個很好的理論支持。