有沒有一種通用的方法可以顯著提高所有疫苗的效力？

西北大學國際納米技術研究所的研究人員正在為此努力。他們發現，利用化學和納米技術改變納米級疫苗中佐劑和抗原的結構位置，可以大大提高疫苗的性能。

IIN主任兼首席研究員查德·米爾金(Chad Milkin)說:“除了成分，結構也是決定疫苗功效的關鍵因素。抗原和佐劑在單個結構中的位置和放置方式顯著改變了免疫系統識別和處理它的方式。”這種對結構的強調可能會提高傳統癌癥疫苗的有效性，但從歷史上看，傳統癌癥疫苗并不有效。

到目前為止，米爾金的團隊已經研究了疫苗結構對七種不同類型癌癥的影響，包括三陰性乳腺癌、人乳頭瘤病毒誘發的宮頸癌、黑色素瘤、結腸癌和前列腺癌，以確定治療每種癌癥的最有效結構。

“攪拌機”，常規疫苗的老方法

大多數常規疫苗通過混合抗原和佐劑注射到患者體內。因為沒有對疫苗結構的控制，對疫苗成分的運輸和加工的控制也是有限的，所以很難掌握疫苗效果。

傳統疫苗的挑戰之一是，在混合物中，一個免疫細胞可能吸收50種抗原和一種佐劑，或者一種抗原和50種佐劑。但是，必須達到每種疫苗的最佳比例，才能使疫苗發揮最大效力。

鑒于此，米爾金發明了一種新型模塊化疫苗的球形核酸結構平臺。SNA使科學家能夠準確識別有多少抗原和佐劑被輸送到細胞中，還可以調整這些疫苗成分的呈遞模式和處理速度。這種對疫苗有效性有很大影響的結構考慮，在傳統方法中基本被忽略。

在你體內，每個士兵都有武器。

系統控制抗原和佐劑在模塊化疫苗結構中的位置的方法，被米爾金命名為“合理接種”。它基于這樣一個概念，即疫苗成分的結構展示與驅動效力的成分一樣重要。

米爾金說:“通過合理的疫苗學開發的疫苗為每個免疫細胞提供了精確劑量的抗原和佐劑，它們也做好了攻擊癌細胞的準備。如果你的免疫細胞是士兵，那么傳統疫苗中有些士兵還是手無寸鐵的；而我們的疫苗為他們提供了強大的武器。”

用拳頭攻擊，打敗狡猾的“變種人”

米爾金的團隊發現，當兩種成分幾乎相同的疫苗中的抗原位置發生改變時，對腫瘤的治療效果會發生顯著變化:一種疫苗有效且有用，而另一種疫苗則效果差得多。

這取決于它們在國民賬戶體系結構中的位置。資料顯示，將兩種不同的抗原附著在含有佐劑外殼的SNA上是“最佳位置”，即癌癥疫苗最有效的結構。與將相同的兩個抗原連接到兩個獨立的SNA結構相比，它導致抗原特異性T細胞活化增加30%，增殖T細胞的數量增加一倍。

這些工程SNA納米結構已經在各種動物模型中阻止了腫瘤的生長。

目前許多癌癥疫苗的設計主要是激活細胞毒性T細胞，這只是對癌細胞的防御。由于腫瘤細胞總是在變異，它們很容易“逃脫監視”，從而很快使疫苗失效。如果T細胞有更多的抗原來識別它，那么T細胞識別突變癌細胞的幾率就會更高。

研究人員表示，需要激活不止一種類型的T細胞，才能更容易地攻擊腫瘤細胞。免疫系統中對抗腫瘤的細胞種類越多越好。因此，需要有一種針對多種免疫細胞類型的由多種抗原組成的疫苗。

不僅有效，還可以研制任何癌癥疫苗。

“理性疫苗學”的一個優勢是，當它與SNA等納米結構一起使用時，可以很容易地改變疫苗的結構，以治療不同類型的疾病。

研究人員表示，這項工作的重要性在于，它為開發幾乎所有類型癌癥的最有效疫苗形式奠定了基礎。這將重新定義如何全面開發疫苗，包括傳染病疫苗。這項研究發表在1月30日的《自然生物醫學工程》雜志上。

在早些時候發表的一篇論文中，米爾金的團隊也證明了疫苗結構對于預防新冠肺炎的重要性。該疫苗在100%的動物實驗中顯示出對致命病毒感染的保護性免疫。

米爾金說，疫苗上抗原位置的微小變化將顯著改善細胞間的交流、串擾和細胞協同作用。這項研究取得的進展為人類重新思考癌癥和其他疾病疫苗的整體設計提供了新的途徑。