一种创新的鼻腔纳米疫苗针对SARS-CoV-2，诱导系统性与上呼吸道免疫以控制病毒复制

为什么基于鼻腔的COVID-19疫苗很重要

大多数COVID-19疫苗在防止人们住院方面效果良好，但在阻断病毒最先进入体内的部位——鼻腔与上呼吸道——方面效果远不如在体内的保护。这也是即便接种疫苗后人们仍可能被感染并传播病毒的原因。本文描述了一种实验性鼻腔“纳米疫苗”，旨在在感染的门户处建立稳固的免疫屏障，同时增强全身的防护能力。

通过鼻腔递送保护的新方法

研究人员设计了一种由固体二氧化硅纳米颗粒组成的微小递送系统——这些硬质球形颗粒比病毒小得多。颗粒外包覆了一种基于环糊精的黏膜粘附聚合物，帮助它们黏附在鼻腔内滑腻的粘液衬里并缓慢穿透。颗粒上连接了冠状病毒刺突蛋白的关键片段，包括受体结合结构域，以及精心挑选的短肽段以训练辅助和杀伤性T细胞。另有一种独立的免疫增强分子用于唤醒局部防御。目标是结合黏附力与穿透能力，使疫苗成分在鼻腔内停留足够长时间被免疫细胞摄取，同时不在体内广泛扩散。

停留在原位并保持安全

在小鼠实验中，团队显示相比不使用专门颗粒递送的相同病毒蛋白，纳米疫苗在鼻腔中停留的时间明显更长。荧光追踪显示，包覆的纳米颗粒在鼻腔中可检测数小时，而远端器官中积累很少，且所有信号在24小时内消失。给药一天后组织的显微检查仅见到肺和淋巴器官的轻度、预期的局部免疫激活迹象，肝、肾、脑或心脏均无严重损伤。这表明鼻腔纳米疫苗可以将作用集中在需要的部位，同时保持总体暴露和毒性较低。

强劲且持久的免疫反应

当小鼠接种三次、间隔两周的鼻腔剂量时，这种兼具黏液穿透与黏附特性的配方在血液中触发了异常强烈的抗体反应。结合刺突蛋白的抗体水平，包括能中和最初武汉株的抗体，在第二次和第三次剂量后急剧上升，并至少在一年内保持在高位。该疫苗还诱导了多类抗体，反映出一种平衡的免疫辅助模式，并在血液中产生短暂的IgA抗体。重要的是，与缺少颗粒或缺少粘性包覆的更简单配方相比，只有完整的纳米疫苗组合才能产生稳健的反应。它还产生了大量识别刺突蛋白和保守T细胞片段的干扰素‑γ产生T细胞，表明细胞性防御也被强烈激活。

在气道建立防护屏障

除了血液反应外，该疫苗最显著的特点是对黏膜免疫的影响。两剂和三剂接种后，完整纳米疫苗在唾液和鼻腔冲洗液中诱导了刺突特异性IgA抗体，而在不使用二氧化硅—聚合物系统给药时则未见此类反应。IgA是湿润表面（如鼻腔和口腔）上的主要保护性抗体，与降低病毒载量和减轻疾病密切相关。在下呼吸道中，疫苗在肺冲洗液中诱发了IgG抗体和中和活性，可能反映自血液的外溢。针对始祖刺突蛋白诱导的抗体在中和Omicron XBB.1.5变体方面效力有所下降，但在鼻液中的效力下降幅度小于血清，这暗示黏膜IgA可能更能识别新变体。

将纳米疫苗付诸考验

为检验这些免疫反应是否能转化为真实保护，研究人员用原始病毒的致死剂量挑战了易感性极高的“人源化”小鼠（基因工程使其高度易感于SARS‑CoV‑2）。接受鼻腔纳米疫苗的动物几乎没有体重下降，仅表现出轻微且短暂的疾病迹象，且全部存活。相反，安慰剂组动物迅速病重并死亡。来自疫苗组小鼠咽拭子和肺样本的病毒遗传物质量比对照组低20到100倍，且许多动物检测不到病毒。疫苗组小鼠的肺组织显示出远少于未受保护动物的肺炎、血管损伤和气道损害迹象，强调了在该模型中纳米疫苗不仅降低感染，还能预防重症。

这对未来疫苗意味着什么

对非专业读者来说，核心结论是这项研究描绘了一种有前景的鼻腔递送COVID‑19疫苗，它在病毒入侵点进行攻击的同时也加强全身防御。通过将既能粘附又能穿透鼻腔粘液的纳米颗粒与精心挑选的病毒片段结合，该平台产生了持久的抗体和T细胞反应，包括可能有助于抑制感染与传播的上呼吸道IgA。尽管仍需进一步工作以将配方适配人体、更新抗原以应对当前变体，并在人类中确认安全性和有效性，但这种纳米疫苗方法为针对SARS‑CoV‑2及其他经鼻传播的呼吸道病毒的下一代疫苗提供了一条可行路径。

引用: Pagni, R.L., Cunha-Neto, E., Silva Santos, Y.d. et al. An innovative nasal nanovaccine against SARS-CoV-2 induces systemic and upper airway immunity controlling viral replication. npj Vaccines 11, 82 (2026). https://doi.org/10.1038/s41541-026-01407-x

关键词: 鼻腔疫苗, 纳米颗粒, 黏膜免疫, SARS-CoV-2, COVID-19 加强针