我们的血液中含有更好的疫苗鸟类的大脑在一次测试中比哈佛学生的大脑更好鸟类的大脑在一次测试中比哈佛学生的大脑更好

红细胞的作用不仅仅是将氧气从肺部输送到我们的器官:它们还通过捕获病原体表面的病原体，中和它们，并将它们呈递给脾脏和肝脏的免疫细胞，帮助身体抵御感染。

一个研究小组从哈佛大学生物工程研究所和约翰·A·保尔森工程和应用科学学院(海洋)已经利用这种与生俱来的能力来构建一个平台技术,使用红细胞提供抗原的抗原递呈细胞(apc)在脾脏,产生免疫反应。

这种方法成功地减缓了老鼠体内恶性肿瘤的生长，也可以作为多种疫苗的生物相容性佐剂。这项技术被称为红细胞驱动免疫靶向(编辑)，本周发表在美国国家科学院院刊上。

“脾是最好的器官在人体目标时产生免疫反应,因为它是为数不多的器官,红色和白色的血液细胞自然互动,“Samir Mitragotri资深作者说,Wyss核心教员也是生物工程和Hansjorg希勒教授在海洋生物工程教授。“红细胞将附着病原体转移到免疫细胞的先天能力最近才被发现，这项研究开启了未来利用人类细胞治疗和预防疾病领域一系列令人兴奋的发展之门。”

用6037信号检查一下

使用红细胞作为药物输送载体并不是一个新想法，但绝大多数现有技术都将目标对准肺部，因为肺部密集的毛细血管网络导致红细胞在挤压微血管时被剥离。Mitragotri的研究团队首先需要弄清楚如何使抗原粘附在红血球上，以达到足够强的抵抗剪切并到达脾脏。

他们在聚苯乙烯纳米颗粒表面涂上卵白蛋白，卵白蛋白是一种已知能引起轻度免疫反应的抗原蛋白，然后将其与小鼠红细胞孵育。300纳米颗粒血细胞导致的比例最大数量的纳米粒子绑定到细胞,保留约80%的纳米粒子在细胞暴露于肺毛细血管中的剪切应力,和温和的表达脂质分子称为磷脂酰丝氨酸(PS)在细胞的细胞膜上。

“红细胞上高水平的PS本质上是‘吃我’的信号，当红细胞受到压力或损伤时，它会被脾脏消化，这是我们想要避免的。”相反,我们希望较低数量的PS暂时信号检查我的脾脏的装甲运兵车,这将占用红细胞的antigen-coated纳米粒子没有细胞受到破坏,“说Anvay Ukidve, Mitragotri实验室的研究生和co-first该论文的作者之一。

为了验证这一假设，研究小组将涂有纳米颗粒的红细胞注射到老鼠体内，然后追踪这些纳米颗粒在老鼠体内的聚集位置。注射20分钟后，99%以上的纳米颗粒已经从动物的血液中清除，而且更多的纳米颗粒出现在它们的脾脏中而不是肺部。

脾脏中较高的纳米颗粒积累持续了24小时，循环中编辑过的红细胞数量保持不变，这表明红细胞成功地将它们的货物运送到脾脏而没有被破坏。

有效,adjuvant-free疫苗

在证实了他们的纳米颗粒已成功地在体内被运送到脾脏后，研究人员接下来评估纳米颗粒表面的抗原是否诱发了免疫反应。

小鼠每周注射一次EDIT，持续三周，然后分析它们的脾脏细胞。与分别给予“自由”纳米颗粒和未给予纳米颗粒的小鼠相比，接受治疗的小鼠显示出了8倍和2.2倍的T细胞。与其他两组小鼠相比，经EDIT处理的小鼠血液中产生了更多的卵白蛋白抗体。

为了观察这些编辑引发的免疫反应是否有可能预防或治疗疾病，研究小组重复了他们三周的预防性注射，将编辑注射到老鼠体内，然后接种在它们表面表达卵白蛋白的淋巴瘤细胞。

接受编辑的老鼠的肿瘤生长速度比对照组和接受免费纳米颗粒的老鼠慢了三倍，活癌细胞的数量也更少。这一结果显著增加了在小鼠死于该病之前肿瘤可以得到治疗的时间窗期。

“EDIT本质上是一种无佐剂疫苗平台。该研究论文的第一作者之一、Mitragotri实验室的博士后赵宗敏说:“如今疫苗的研制需要如此长的时间，部分原因是每一种新疫苗都必须经过完整的临床安全性试验。”“几个世纪以来，红细胞一直被安全地输注到患者体内，它们增强免疫反应的能力使它们成为外来佐剂的安全替代品，提高疫苗的效力和疫苗研制的速度。”

该团队正在继续研究，到底是如何通过脾脏的APCs产生针对编辑抗原的免疫应答，并计划用卵白蛋白以外的其他抗原进行测试。他们希望利用这一额外的见解来推动他们对这项技术的最佳临床环境的追求。

“人体是一个宝库，它为医疗保健问题提供了优雅的解决方案。尽管医学在了解这些机制方面已经取得了长足的进展，但我们仍处于能够利用它们来改善人类寿命和质量的早期阶段。”本研究对这一目标是一个激动人心的进步,并能极大地改变免疫反应是如何调制的病人,”唐纳德·因格贝尔说Wyss协会的创始董事,谁也Judah Folkman血管生物学教授哈佛医学院和波士顿儿童医院,和海洋生物工程教授。

论文的其他作者包括维斯研究所的Vinu Krishnan、Daniel C. Pan、高永胜和Abhirup Mandal;来自海洋的Alexandra Fehnel和宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Vladimir Muzykantov。这项研究是由哈佛大学的维斯研究所和美国国家卫生研究院在拨款# 1R01HL143806-01下资助的。