優化奈米乳液製程 開發鼻腔噴霧劑型疫苗

黏膜為呼吸、消化、生殖道等病原侵入人體的第一道防禦。相較於針劑注射方式所誘導的全身性免疫反應,針對黏膜給予疫苗更能誘發較強的黏膜免疫反應以抵抗病原入侵;然而,許多黏膜的特性,如分泌黏液、消化酶、極端pH、免疫耐受性等,易造成免疫原難以成功地誘發免疫反應。因此,需要一套安全且有效的佐劑或遞送系統,幫助黏膜辨識疫苗抗原,以有效產生免疫反應。目前,臨床上尚無核准之黏膜型佐劑,開發中之黏膜型佐劑多以黏膜刺激物或免疫調節劑為基礎,但其安全性與免疫專一性仍有待確認。

本院感染症與疫苗研究所黃明熙副研究員研究團隊,開發出一項安全且有效的「角鯊烯(squalene)奈米乳液」作為疫苗遞送系統,幫助鼻黏膜免疫系統辨識疫苗抗原,有效產生免疫反應並評估最佳化疫苗接種途徑。研究團隊首先利用乳液之軟性材質、可形變之基本特性,藉由擠壓器系統將乳液粒徑序列調整至奈米等級粒子。經過多次試驗,研究團隊已最佳化奈米乳液之調配製程,亦釐清乳液粒徑大小(微米、次微米或奈米級)對於免疫細胞之相互關係。小鼠樹突細胞體外測試結果說明,乳液經由奈米化後,其生物活性顯著提升。在鼻腔投予之小鼠免疫實驗中,研究團隊發現角鯊烯奈米乳液能夠幫助模擬抗原穿透鼻黏膜上皮組織進入淋巴系統,有效地誘發黏膜部位之免疫反應、活化抗原專一性殺手T細胞,並調節輔助者T細胞,其效果顯著優於未添加佐劑以及添加次微米等級乳液之疫苗抗原。「奈米乳液」作為癌症免疫治療之佐劑,可有效抑制原位腫瘤之生成與遏阻腫瘤的肺轉移。

乳液奈米化技術平台,未來可用來篩選乳液成分,包含核心油脂與乳化劑的選擇,作為疫苗新劑型之設計基礎;改良肌肉注射或皮下接種等傳統接種途徑,採用較為舒適且高效率的鼻腔噴霧接種。此作法除得以兼顧疫苗的保護性與舒適性外,更提升民眾對於疫苗之接種意願。研究團隊後續將分析疫苗配方之製程參數,探討使用機械式攪拌技術與連續式高壓射流方法所製備之乳液,對於免疫調節作用機制與安全性質之影響,有助於銜接實驗室等級與試量產規模之研發參數,加速推動新劑型疫苗之臨床試驗。研究成果已發表於國際學術期刊Journal for ImmunoTherapy of Cancer(2020, 8, Article number e001022(DOI: 10.1136/jitc-2020-001022)),台灣專利已核准,美國與中國專利申請中。

文/圖:感染症與疫苗研究所黃明熙副研究員

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