中国科学院长春应用化学研究所陈学思

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具有免疫刺激活性和生物安全性的高分子材料正在成为免疫佐剂领域的研究热点。本专论提出了高分子免疫佐剂材料这一概念，介绍了近年来发现的具有免疫刺激活性的天然来源或人工合成的高分子佐剂材料，以及用来键合或担载小分子佐剂的高分子材料，希望为疫苗及免疫治疗研究带来新启发。
作为疫苗的重要组成部分，佐剂能够激活抗原提呈细胞、保护抗原免被降解、提升抗原的传输效率等，对于疫苗抗原发挥预防和治疗作用具有关键作用。目前，随着亚单位疫苗的发展，佐剂的作用显得尤为重要。虽然亚单位抗原更加精确和安全，但是其免疫原性和稳定性也随之降低，这就需要佐剂材料辅助其发挥作用，从而激活强烈的免疫反应。此外，现有疫苗技术在很多感染与疾病面前仍然无能为力，疫苗的给予途径可能也会对疫苗刺激产生的免疫效力带来重要影响，而这些都依赖于新型佐剂材料的发展。

        基于以上背景，中科院长春应化所陈学思团队应邀评述了近期高分子免疫佐剂材料领域的研究进展（图1）。首先介绍了体内免疫应答机制与佐剂的基本原理；之后介绍了本身具有免疫佐剂功能的高分子材料，包括天然高分子材料和人工合成的具有免疫刺激活性的高分子材料，以及与抗原和佐剂相结合的高分子材料用于抗原及小分子佐剂的体内传输；最后，对高分子免疫佐剂材料的未来发展进行了展望。
         在具有固有免疫刺激活性的天然高分子材料方面，包括甘露聚糖，β-葡聚糖和壳聚糖在内的具有免疫佐剂活性的天然高分子能够从生物质中直接提取而来，并在作为疫苗佐剂用于免疫治疗时，发挥促进抗原呈递、形成抗原储库、调节免疫响应类型等作用。但天然高分子的复杂结构导致的合成与纯化工艺复杂是研究人员需要解决的难题。
          随着模式识别受体（PRR）识别机制在分子层面被更好地理解，合理设计的合成高分子材料可以可控地打破细胞器稳态、与天然受体相互作用、并引发固有免疫响应。干扰素基因刺激因子（STING）和NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NLRP3）是目前报道较多的能够被合成高分子作为危险信号激活的胞内模式识别受体。
在通过化学键合或物理担载方式增强免疫应答的高分子免疫佐剂材料方面，利用过去药物传输材料研究中所积累的敏感键合、可控组装、智能响应等方法，从空间和时间层面控制免疫药物的体内作用行为，实现药物的空间靶向传输和时间可控释放，可以大幅提升免疫药物的治疗指数，或实现多种免疫药物组合的协同增效，从而发展出新型的更具潜力的免疫制剂类型。
          佐剂，是指能够增强免疫应答或改变免疫应答类型的物质。高分子免疫佐剂材料经过严格的早期生物相容性测试，为解决小分子免疫佐剂的副作用问题提供了新的思路。特别是，高分子免疫佐剂材料能够自组装形成纳米结构，具有与病原体类似的尺寸、形状、分布等，本身容易被抗原提呈细胞等识别；其次，高分子免疫佐剂材料能够通过物理包埋或化学键合的形式担载分子佐剂，经过多种分子设计而实现器官选择性靶向，并可控递送其所担载的免疫成分，降低系统暴露，从而能够为设计新的疫苗和肿瘤免疫治疗范式带来解决思路。
         上述工作以专论形式即将在《高分子学报》2023年第5期“王佛松先生纪念专辑”印刷出版。论文第一作者为中科院长春应化所硕士研究生朱真逸，通讯作者为宋万通研究员和陈学思院士。该工作得到了国家自然科学基金(22222509, 22105199, 51973215)的支持。