鼻腔疫苗和免疫接种的未来

Nasal Vaccines and the Future of Immunization

发布时间:2025 年 9 月 25 日

要点

  • 鼻内疫苗除了能引发传统疫苗所产生的全身性免疫反应外,还能触发黏膜免疫反应,从而对呼吸道病原体提供更全面的保护。
  • 美国有1种鼻内疫苗( FluMist )获得批准,其他针对多种呼吸道病原体的鼻内疫苗正处于临床前和临床研发阶段。
  • 研制有效的鼻用疫苗需要克服鼻腔带来的障碍,如黏液和免疫耐受,同时要优先考虑安全性。
  • 尽管鼻内疫苗技术在不断进步,但其成功与否取决于支持疫苗研发的科研机构和体系的稳定性。

疫苗通常通过针刺入手臂来接种。但是,如果您可以不戳戳,而是气喘吁吁地接种疫苗呢?

看哪:鼻腔疫苗

 

Nasal vaccine in nose
鼻腔疫苗显示出对抗呼吸道感染的前景。

来源:iSotck.com/RUSSELLTATEdotCOM

通过鼻子注射的鼻腔疫苗因其没有针头而特别有吸引力。但它们还具有其他属性,包括除了传统疫苗引发的全身反应外,它们还能够在感染部位触发针对呼吸道病原体的免疫反应。鼻用疫苗的免疫潜力促使科学家设计针对一系列病原体的创新候选药物。然而,将这些疫苗从实验室中带出并进入人们的 schnozzs 取决于克服鼻子内外的障碍。 

为什么要接种鼻腔疫苗?

当我们吸入 SARS-CoV-2 或流感等病原体时,病毒会感染从鼻子延伸到肺部的组织(粘膜)内壁细胞。尽管是第一个对抗入侵者的人,但生活在鼻腔/呼吸道粘膜中的免疫细胞超出了传统疫苗的教育范围,传统疫苗“训练”免疫细胞识别和应对给定的病原体。

当疫苗注射到手臂肌肉时,大多数人都是这样,专门的先天免疫细胞将疫苗抗原穿梭到淋巴结。在那里,抗原被呈现给适应性免疫细胞(B 细胞和 T 细胞)并激活它们,使它们能够对抗真正的病原体。在感染过程中,细胞和抗体从淋巴结移动到感染部位以消灭入侵者。这种反应在限制疾病严重程度方面非常出色,尽管它取决于细胞沿着身体循环高速公路的运动。换句话说,它需要一段时间才能发展。

Depiction of immune response to nasal vaccine
鼻腔疫苗可启动粘膜和全身免疫反应,以对抗病原体。

资料来源:Nian X. 等。药剂学,2022 年,根据 CC BY 许可。

鼻内疫苗在感染源处刺激细胞和抗体反应。如果病毒进入鼻粘膜,免疫细胞就不需要前往威胁——它们已经生活在那里。这些常驻战士迅速动员起来,与入侵者作战。这种粘膜保护沿着呼吸道粘膜延伸到肺部。

值得注意的是,鼻腔疫苗仍然通过淋巴结途径诱导全身免疫,但也有增强局部粘膜反应的好处。这种免疫力的双重打击有助于限制疾病严重程度,并有可能阻止感染的发展。这样做还可以防止病毒传播——这是传统疫苗做得不好的,但对控制呼吸道感染的传播具有重要意义。

有鼻用疫苗吗?

尽管它们具有潜力,但鼻腔疫苗仍然很少而且相距甚远。在美国,有 1 种鼻用疫苗获得了美国食品和药物管理局 (FDA) 的批准——FluMist,一种减毒活流感疫苗。自 2003 年上市以来,FluMist 获在 2025-2026 年流感季节期间为符合条件的个人进行家庭给药,这凸显了鼻腔疫苗在克服针刺疫苗带来的后勤障碍方面的潜力。

除了季节性流感外,世界各地正在开发针对各种病原体的疫苗,包括呼吸道合胞病毒 (RSV) 和 H5N1。在 COVID-19 大流行的阴影下,提供针对 SARS-CoV-2 保护的疫苗一直是一个特别关注的焦点。鼻用 COVID-19 疫苗已在印度俄罗斯、中国和伊朗获得紧急许可;各种候选药物也处于临床前开发阶段,或者正在临床试验管道中摸索着,并取得了令人鼓舞的结果。

Intranasal influenza vaccines on a table
美国唯一获得 FDA 批准的鼻用疫苗是减毒活流感疫苗 (FluMist)。

资料来源:iStock.com/Peter 汉森

例如,一项针对仓鼠的研究表明,使用带有黑猩猩腺病毒载体(一种感染黑猩猩的病毒,经过改造可携带 SARS-CoV-2 的遗传物质而不引起人类疾病)的鼻腔疫苗进行免疫可以防止病毒连续传播给未接种疫苗的仓鼠。另一种疫苗使用副流感病毒 5 型 (PIV5)——它感染各种动物物种,但与人类疾病无关——将 SARS-CoV-2 刺突蛋白递送到鼻粘膜。在一项 1 期试验中,疫苗 (CVXGA1) 在 12-53 岁的个体中引起了粘膜和全身反应。研究人员正在招募一项 2b 期试验,以进一步评估疫苗的安全性和相对功效。 

鼻用疫苗开发面临哪些挑战?

虽然接种鼻腔疫苗可能很容易,但开发它们却很棘手。

部分问题在于鼻子上布满了旨在防止异物进入的障碍物。粘膜上皮细胞内衬有粘液和突起(纤毛),可将颗粒(包括疫苗抗原)扫出鼻腔。鼻腔分泌物还含有可以稀释和降解疫苗成分的分子。

Nasal epithelium
鼻上皮施加的屏障,如粘液和纤毛,对鼻疫苗的开发构成了挑战。

来源:iStock.com/ttsz

这些屏障不是密不透风的;颗粒可以而且确实经常通过。粘膜免疫系统无法对穿过其路径的每一个花絮做出反应,而不会对宿主组织造成重大损害。因此,它在很大程度上存在于宽容状态,只有在检测到明显的危险迹象(例如来自入侵微生物或受损细胞的信号)时才会发挥作用。关键是配制一种能够克服这一阈值的疫苗,以诱导保护性反应。佐剂——添加到某些疫苗中的增强免疫力的化合物——可以帮助做到这一点。但是,对于鼻腔疫苗,必须仔细考虑此类添加。

鼻道通过嗅球连接到大脑。因此,疫苗抗原或佐剂可能会被输送到大脑并影响神经元功能。唯一得到证实的例子是 2000 年在瑞士获得许可的鼻用流感疫苗,该疫苗使用大肠杆菌热不稳定肠毒素作为佐剂。该疫苗在与面瘫风险增加有关后被下架。确保鼻腔疫苗的安全性是鼻腔疫苗开发的重中之重。

有时,免疫反应可能会抑制鼻腔疫苗的功效。例如,尽管鼻疫苗具有优势,但 FluMist 提供的保护通常与流感疫苗相当。造成这种情况的原因之一可能是,预先存在的流感免疫力会在疫苗从根本上增强免疫力之前中和疫苗在鼻子中的弱化病毒。FluMist 和流感疫苗的有效性也因年龄/风险人群以及疫苗中的病毒是否与流行的流感毒株相匹配而异。因此,疫苗在“现实世界中”的发挥作用是与病毒、疫苗成分和宿主反应相关的因素的混合锅;让所有这些人协同工作是疫苗设计中的一个关键挑战。

正在取得哪些进展?

然而,生产鼻用疫苗的困难也推动了创新解决方案的发展。研究人员正在探索各种疫苗载体、类型(例如 mRNA)、佐剂和递送系统,以克服鼻子施加的障碍以启动免疫力。其中包括诸如粘附在鼻粘膜上的抗原负载聚合物纳米凝胶等开发,然后它们会释放抗原货物。在最近的一项研究中,一种含有 RSV 表面蛋白的纳米凝胶疫苗可防止病毒入侵大鼠的上呼吸道和下呼吸道。

其他研究正在揭示粘膜免疫反应的来龙去脉,包括跟踪细胞在接种疫苗后的反应,以更好地完善鼻腔疫苗技术。与此相关的是,对 COVID-19 疫苗的研究表明,通过标准注射和鼻腔疫苗加强(称为“初免和尖峰”方法)进行初级免疫可能有利于增强粘膜防御并提供针对 SARS-CoV-2 的持久保护。这是有用的情报,因为大多数接种 COVID-19 疫苗的人都是通过肌肉注射途径接种的;将鼻腔疫苗添加到图片中可以填补粘膜免疫标准疫苗遗漏的空白。同样的方法也可能对其他呼吸道病原体(如 RSV 或流感)产生卓越的保护。

未来会怎样?

新的鼻腔疫苗是否进入市场取决于它们在复杂的监管流程中的驾驭程度,这些流程决定了哪些候选疫苗向前发展,哪些候选疫苗被抛在后面。在美国,疫苗测试和批准的艰巨过程变得更加脆弱,科学机构的资金削减和联邦卫生优先事项的转变总体上给疫苗的未来蒙上了阴影。事实上,停工令和暂停或终止的拨款使临床开发中的几个候选者处于摇摇欲坠的境地。归根结底,虽然新兴鼻用疫苗背后的科学性很强大,需求也很强大,但它们的命运可能不太取决于科学的独创性,而更多地取决于支持它的系统的稳定性。


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