摘要:传统蛋白疫苗一直被 “佐剂瓶颈” 困住:要么依赖种类稀少的佐剂,要么佐剂有潜在毒性。而重组免疫复合物(RIC)疫苗的出现,给这个难题带来了新解法 —— 它靠抗原和抗体形成的复合物,让抗原呈递细胞(APCs)更易 “抓住” 抗原,不用外源佐剂也能激发强免疫反应。科研人员通过分子工程,把难生产的天然免疫复合物改造成了可规模化的 RIC,还衍生出 ERIC、PIGS、PCF 等通用技术路线,能对抗破伤风、埃博拉、登革热等多种传染病。更惊喜的是,植物生物技术成了 RIC 的 “低成本工厂”,烟草、本氏烟草就能生产,未来有望让疫苗更易普及。目前 RIC 即将进入临床,但还需解决均一性、免疫强度等问题,是传染病防控的潜力选手。
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一、传统疫苗的 “老大难”:佐剂是个 “卡脖子” 的瓶颈
大家打疫苗时,可能只知道 “疫苗能防病毒”,但其实疫苗里除了能激发免疫的抗原,还有个关键角色 ——佐剂(Adjuvants)。简单说,佐剂就是 “免疫助推器”:蛋白抗原自己激发免疫的能力很弱,得靠佐剂帮忙 “喊醒” 免疫系统,不仅能让免疫反应更持久,还能减少抗原用量。
可问题是,佐剂的研发一直跟不上。最早的明矾佐剂从 1920 年代就开始用,直到 1990 年代末,欧洲才出现第一个新佐剂 MF59。这么多年过去,能用于人疫苗的佐剂依然没几个,也就 AS0、CpG1018、MatrixM(用于疟疾 R21 疫苗和诺瓦瓦克斯新冠疫苗)等少数几种 —— 这就是疫苗研发的 “佐剂瓶颈”。
更麻烦的是,佐剂还可能有毒性。轻则引发轻微红肿,重则可能导致自身免疫 / 炎症综合征(ASIA),比如结节病、干燥综合征这些自身免疫病。既然佐剂这么 “难搞”,有没有办法不用外源佐剂,让抗原自己 “变厉害” 呢?科研人员把目光投向了我们身体里本来就有的一种结构 ——免疫复合物(ICs)。
二、天然免疫复合物:有潜力,但 “不好用”
所谓免疫复合物(ICs),就是抗原和抗体结合形成的复合物。它的优势很明显:能被抗原呈递细胞(APCs)高效 “抓取”(通过结合 APCs 表面的 Fc 受体),从而增强抗原的免疫原性 —— 相当于不用佐剂,就能让免疫系统更 “关注” 抗原。
早年间,科研人员就尝试用天然 IC 做疫苗,比如防鸡传染性法氏囊病、猪细小病毒等动物疾病,后来还试过人用疫苗(比如流感、埃博拉、乙肝)。但天然 IC 的 “硬伤” 太多:用多克隆血清做抗体,量少还不稳定;用单克隆抗体(mAb)吧,又得依赖多聚抗原或完整病毒才能形成复合物,可溶性抗原根本不行;而且抗原和抗体的比例得精准控制,稍微错一点就做不出来,根本没法规模化生产。
想让 IC 疫苗用于人,就得解决 “生产难、不稳定” 的问题 —— 于是,重组免疫复合物(RIC)应运而生。
三、重组免疫复合物(RIC):给 IC 疫苗 “升级改造”
既然天然 IC 不好用,科研人员就用分子工程给它 “整容”:通过基因改造,让抗原和抗体(或抗体的 Fc 片段)在细胞里直接形成复合物,这就是重组免疫复合物(RIC)。
RIC 的核心优势有两个:一是能规模化生产,符合药品生产质量管理规范(GMP);二是不用外源佐剂,靠自身结构就能激活免疫 —— 因为它能模拟天然 IC,高效结合 APCs 的 Fc 受体,还能激活补体系统,进一步放大免疫反应。
不过,早期的 RIC 也有缺点。比如最早的 RIC 是用全长单克隆抗体制成的:把抗原融合到抗体重链的 C 端,形成 1:2 比例的 Ab-Ag 复合物(如图 2 左)。这种 RIC 能防破伤风、结核,在小鼠实验里不用佐剂就能激发强抗体和细胞免疫,但问题是 “定制化” 太强 —— 每个抗原都得配专属抗体,成本高还麻烦;而且形成的复合物大小没法控制,可能影响疫苗质量。
四、RIC 的 “进化”:从 “定制款” 到 “通用款”
为了解决 “定制化” 问题,科研人员开发了更灵活的 RIC 技术路线,其中最有代表性的是 “ERIC”“PIGS” 和 “PCF”。
1. ERIC:给 RIC 加个 “通用接口”
科研人员在 RIC 里加了一个埃博拉病毒的 6D8 表位 —— 抗体专门识别这个表位,而抗原可以 “挂” 在复合物上。这样一来,不管是登革热、寨卡还是 HPV 的抗原,都能用同一个 ERIC 平台生产(如图 2 右)。比如防登革热的 D-ERIC,在小鼠里不用佐剂就能激发高滴度中和抗体;防寨卡的 Zika-ERIC,抗体滴度比单独用抗原高 150 倍!
2. PIGS:靠 IgM “尾巴” 控制复合物大小
早期 RIC 的复合物大小没法控制,而 PIGS(多免疫球蛋白支架)解决了这个问题。它不用完整抗体,而是在 IgG 重链的 C 端加一段 IgM 的 “尾片段”(能促进多聚化),有的还会做基因突变,让复合物形成稳定的六聚体或五聚体(如图 2 中)。比如防登革热的 D-PIGS,在人 FcγR1 转基因小鼠里,既能激发中和抗体,还能激活 CD4 + 和 CD8+T 细胞;防猪流行性腹泻病毒(PEDV)的 PIGS,口服还能激发黏膜免疫。
3. PCF:给 RIC 加个 “黏膜 buff”
很多传染病(比如新冠、流感)靠黏膜传播,但黏膜疫苗很难做 —— 传统佐剂在黏膜上效果差,还可能有副作用。PCF(CTB-Fc 平台)就针对性解决了这个问题:它把霍乱毒素的无毒 B 亚基(CTB)、IgG 的 Fc 片段和抗原融合成一个蛋白。CTB 不仅是强黏膜佐剂,还能让复合物形成稳定的五聚体(如图 2 右),不用外源佐剂就能激发黏膜和全身免疫。比如防登革热的 D-PCF,给小鼠先皮下注射再鼻喷加强,支气管肺泡灌洗液里的 IgA 和 IgG 滴度,比普通 PIGS 高很多,特别适合黏膜传播的传染病。
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图1 传统多克隆抗体形成的免疫复合物与单克隆抗体/FC 成分形成的单体复合物对比,不同颜色代表不同抗体或表位。
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图2 RIC 及相关技术路线的结构示意图:左为传统 RIC,中为 PIGS 平台,右为 ERIC 和 PCF 平台。
表1 不同传染病的 RIC 疫苗研究概况,列出关键靶点、表达系统和免疫效果。
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五、RIC 的 “生产基地”:植物成了 “低成本工厂”
RIC 是复合物,生产起来比普通蛋白难 —— 需要细胞能正确折叠、组装蛋白,还得做糖基化修饰。传统的哺乳动物细胞(比如 CHO 细胞)能满足需求,但成本太高,还可能有动物病原污染风险。
这时候,植物生物技术站了出来。比如烟草(N.tabacum)和本氏烟草(N.benthamiana),不仅能正确组装 RIC(包括 ERIC、PIGS、PCF),还便宜易扩产 —— 建个温室就能生产,不用昂贵的生物反应器。而且植物没有人类或动物病原,安全性更高。
更重要的是,植物还能 “改造糖基化”。虽然植物的糖链和哺乳动物不同,可能有免疫原性风险,但科研人员可以通过基因编辑,让植物产生和人相似的糖链(比如去掉特定糖残基),进一步降低风险。之前 Medicago 公司的植物新冠疫苗已经获批,还有植物生产的埃博拉抗体在非洲 outbreak 中用过 —— 这些都证明植物能当 RIC 的 “生产基地”,尤其适合低收入国家普及疫苗。
六、RIC 疫苗:未来还要跨哪些 “坎”?
虽然 RIC 前景好,但想真正用于人,还有几个问题要解决:
第一是均一性。RIC 是多聚体,生产时很难保证每个复合物的大小、结构都一样,而这会影响疫苗质量。需要优化基因改造方法,让 RIC 的多聚化更可控。
第二是抗体亚型选择。不同抗体亚型(比如 IgG1、IgG2)结合 Fc 受体的能力、稳定性都不一样,会影响免疫效果。现在还没系统对比过哪种亚型最适合 RIC,得进一步研究。
第三是黏膜应用的安全性。像 PCF 这种黏膜疫苗,虽然 CTB 无毒,但鼻喷可能结合嗅觉神经,有潜在风险。目前研究倾向于 “口服雾化”,但还需要更多动物实验和临床数据。
最后是监管审批。RIC 是复杂生物制品,不像化学药能靠理化性质判断质量,还得做功能检测(比如 Fc 受体结合能力)。而且植物生产的疫苗,监管机构还没形成统一标准,需要和药监部门沟通,制定专属审批流程。
结语
RIC 疫苗就像疫苗界的 “后起之秀”:既解决了传统疫苗的佐剂难题,又能靠植物生产降低成本,还能对抗埃博拉、登革热这些 “难缠” 的传染病。现在它已经站在临床的门口,再过 5-10 年,说不定我们打疫苗时,就不用再担心佐剂毒性,甚至能用上烟草生产的 “低成本疫苗” 了。对于未来可能出现的新传染病,RIC 也会是重要的 “防控武器”—— 期待这个技术能快点成熟,给我们的健康多一份保障!
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