過程工程所團(tuán)隊(duì)基于多年均一微球制備及生物劑型工程的研究基礎(chǔ)，提出了納微復(fù)合遞送新理念，并與軍事醫(yī)學(xué)研究院生物工程研究所研究員王恒樑及朱力團(tuán)隊(duì)合作，開發(fā)了具有“納微復(fù)合”多級結(jié)構(gòu)的單劑干粉吸入式疫苗研制平臺技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多種蛋白抗原疫苗的開發(fā)與迭代。目前已在實(shí)驗(yàn)室成功制備出新型干粉吸入式疫苗，且在動物模型上顯示出能夠高效阻斷呼吸道病毒的感染與傳播。相關(guān)工作于12月13日發(fā)表在《自然》（Nature）上。

該平臺技術(shù)具有制備速度快、遞送效能高、常溫易儲運(yùn)、緩釋藥效長等特點(diǎn)，通過計(jì)算分析獲得的最佳粒徑微米級的疫苗顆粒可直達(dá)肺泡、有效沉積，在面對未來新發(fā)、突發(fā)傳染病時，有望實(shí)現(xiàn)疫苗的快速構(gòu)建及高效防治。

呼吸道傳染病嚴(yán)重威脅著人類生命健康，亟需學(xué)科交叉融合和研發(fā)理念創(chuàng)新，構(gòu)建更加安全高效的呼吸道傳染病疫苗。目前獲批的呼吸道傳染病疫苗大多通過肌肉注射接種，誘導(dǎo)體液免疫應(yīng)答，借助血液抗體中和病毒。但是，該接種方式難以誘導(dǎo)黏膜免疫應(yīng)答，不能在呼吸道建立強(qiáng)有力的免疫防護(hù)屏障；配伍使用的鋁佐劑難以誘導(dǎo)細(xì)胞免疫應(yīng)答，對抗病毒快速變異的能力受限。此外，目前疫苗多為液體制劑，需要嚴(yán)苛的低溫儲存環(huán)境。同時，兩針或三針的接種程序也影響了疫苗全程接種率。

面對以上挑戰(zhàn)，馬光輝及魏煒團(tuán)隊(duì)將結(jié)構(gòu)均一可控的緩釋微球技術(shù)，結(jié)合王恒樑及朱力團(tuán)隊(duì)的蛋白抗原納米顆粒，開發(fā)出新型疫苗研制平臺。納米顆粒表面能夠同時展示多種抗原，可以誘導(dǎo)產(chǎn)生廣譜免疫應(yīng)答，擴(kuò)大了疫苗保護(hù)范圍。同時，得益于抗原展示的靈活性，該平臺也能夠迅速、便捷地完成其他呼吸道病毒疫苗的構(gòu)建。其次，獨(dú)特的納微復(fù)合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高性能遞送，可在肺部引起高效免疫應(yīng)答，粒徑為2-4μm的微球具有合適的空氣動力學(xué)尺寸，可精準(zhǔn)直達(dá)肺泡并有效沉積，防止吸入后被呼出；展示抗原的納米顆粒釋放后，有利于被抗原提呈細(xì)胞攝取。另外，該干粉疫苗可顯著節(jié)省儲存和運(yùn)輸成本，有助于覆蓋冷藏困難等儲運(yùn)條件不足的地區(qū)，增加免疫接種率。同時，該疫苗具有微球緩釋的特性，抗原的持續(xù)釋放使得單次吸入即可誘導(dǎo)長效的體液免疫、細(xì)胞免疫和黏膜免疫。

為進(jìn)一步驗(yàn)證效果，研究人員利用該平臺技術(shù)制備出新冠疫苗，即利用生物正交系統(tǒng)將病毒抗原正確展示于黏膜佐劑蛋白自組裝形成的納米顆粒表面（R-CNP），進(jìn)一步封裝于聚乳酸-聚乙醇酸共聚物（PLGA）多孔自愈合微球（M）內(nèi)部，隨后經(jīng)冷凍干燥制成干粉劑型（R-CNP@M）。單次吸入后，在小鼠、倉鼠及非人靈長類動物上實(shí)現(xiàn)了誘導(dǎo)快速、長期和高效的“黏膜-體液-細(xì)胞”三重免疫應(yīng)答。隨后，研究人員與中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所研究員和占龍團(tuán)隊(duì)開展合作，模擬真實(shí)傳播場景，構(gòu)建了空氣傳播保護(hù)模型、密切接觸保護(hù)模型、空氣傳播阻斷模型，證明單劑干粉吸入疫苗均高效阻斷了病毒的侵染與傳播。此外，鑒于該體系的納微顆粒組分分別采用了天然蛋白和已批準(zhǔn)的高分子材料，并且疫苗的有效性和安全性已在非人靈長類動物上進(jìn)行了系統(tǒng)性研究，因此具備臨床轉(zhuǎn)化潛力。

近五年來，馬光輝院士團(tuán)隊(duì)魏煒研究員創(chuàng)制了一系列藥物和疫苗遞送新劑型，在動物模型上成功用于腫瘤、傳染病、炎癥性疾病的防治，并且部分劑型已通過醫(yī)院倫理批準(zhǔn)進(jìn)入個體化臨床前和臨床研究。

過程工程所博士葉通、博士后焦周光、博士后李鑫及中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)生物學(xué)研究所研究員和占龍為該論文共同第一作者，魏煒、馬光輝、朱力及王恒樑為共同通訊作者。該工作得到了國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院穩(wěn)定支持基礎(chǔ)研究領(lǐng)域青年團(tuán)隊(duì)計(jì)劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、北京市自然科學(xué)基金等項(xiàng)目大力支持。該工作還得到了中國食品藥品檢定研究院、北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京佑安醫(yī)院、北京科興中維生物技術(shù)有限公司、昆士蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院等單位的支持。