不再接种第二针：迈向自我增强疫苗的一步

免疫接种是目前最有效的公共卫生干预措施之一。然而，在全球范围内，数百万儿童没有得到充分的免疫接种，使他们面临可预防的残疾和死亡的风险。

一个问题是，许多疫苗需要不止一剂才能完全有效，世界各地的许多儿童按照推荐的疫苗接种计划接种一剂，但各种后勤、经济、教育和文化挑战意味着他们无法获得剩余的剂量。

为了让儿童更容易接种所有疫苗，科学家们正在尝试开发在注射后数周或数月释放其有效载荷的微粒。

在发表在《先进材料》杂志上的一篇论文中，美国剑桥麻省理工学院 （MIT） 的研究人员表明，他们可以使用这些颗粒向小鼠提供两剂白喉疫苗，一剂立即释放，第二剂在两周后释放。

尽管这项工作仍处于早期阶段，但这最终可能会导致自我增强疫苗，帮助更多儿童得到充分保护，免受疾病侵害。

“这项工作的长期目标是开发使免疫接种更容易获得的疫苗——特别是对于生活在难以到达医疗保健设施的地区的儿童，”麻省理工学院科赫综合癌症研究所的 Ana Jaklenec 博士说，她负责监督这项研究。

“这包括美国的农村地区以及基础设施和医疗诊所有限的发展中国家部分地区。”

免疫接种不足的儿童

2023 年，低收入国家约有 1560 万儿童免疫接种不足，这意味着他们在出生后第一年结束时没有接种所有三剂含白喉、破伤风和百日咳 （DTP） 的基本疫苗。

其中，1100 万人没有接受 DTP，即所谓的零剂量儿童。另有 460 万人接种了第一剂疫苗，但没有接种第三剂疫苗，这意味着他们仍然容易感染这些致命疾病。

2023 年，全球有 2100 万免疫接种不足儿童和 1450 万零剂量儿童。

在过去的十年里，Jaklenec 和麻省理工学院的同事一直在研究由一种叫做 PLGA 的聚合物制成的疫苗递送颗粒。2018 年，他们表明他们可以使用这些颗粒来输送两剂脊髓灰质炎疫苗，这两剂疫苗的发布时间大约相隔 25 天。

然而，就像许多聪明的想法一样，这个想法也有一个问题。随着 PLGA 颗粒在体内缓慢分解，它们的直接环境变得相当酸性，这有可能使它们本应保护的疫苗降解。

为了回避这个问题，该团队一直在探索替代材料，包括一种称为聚酐的不同类型的聚合物，这种聚合物分解得更温和，这也是这项最新研究的重点。

在测试了各种配方后，他们开始将这些材料塑造成微小的杯状颗粒，然后装满疫苗并用聚合物盖密封。

被证明太脆或未完全密封的聚酐被从池中淘汰，留下六个顶级候选者。

然后，该团队使用这些候选药物设计了可以在注射两周后释放第二剂白喉疫苗的颗粒。在小鼠身上进行测试时，结果令人鼓舞：以这种方式进行的单次注射产生的免疫反应与传统的两剂方案相当。

研究人员现在希望延长这些间隔时间，这可能使这些颗粒可用于输送儿童疫苗，这些疫苗在几个月内分几剂接种，例如脊髓灰质炎疫苗。

自我增强疫苗

为了更好地了解影响颗粒进入体内降解需要多长时间的因素，研究人员还构建了一个机器学习模型，该模型可以根据关键因素预测疫苗发布的时间，例如聚合物的重量和每个颗粒可以容纳多少疫苗。

实验室测试证实了该模型的准确性——这是朝着设计可以释放其内容物的颗粒迈出的一步，不仅仅是几周，而是几个月甚至几年。

这种长效制剂可以简化需要在几年内多次接种的儿童疫苗的交付。

“如果我们想将其扩展到更长的时间点，比如说一个月甚至更久，我们肯定有一些方法可以做到这一点，例如增加聚合物的分子量或疏水性（其排斥水的能力）。我们也有可能做一些交联，“该研究的主要作者 Linzixuan （Rhoda） Zhang 博士说。

展望未来，该团队还有兴趣将这些颗粒应用于其他类型的疫苗，或对酸度敏感且需要多次给药的药物。