基于靶向遞送技術的獸醫(yī)疫苗開發(fā)策研究

在獸醫(yī)疫苗開發(fā)的前沿領域，靶向遞送技術正發(fā)揮著越發(fā)關鍵的作用，它精準定位以及高效傳遞的特性，為突破傳統疫苗遞送方式的限制提供了創(chuàng)新的解決方法，當下基于脂質納米顆粒即LNP的靶向遞送平臺技術，與mRNA療法相結合，呈現出巨大的潛能，mRNA療法憑借其獨特優(yōu)勢，像快速的研發(fā)周期、低成本的生產、簡化的制備工藝以及快速生產效果，被廣泛應用于疫苗、蛋白替代療法以及基因編輯等領域。然而mRNA的遞送效率和靶向性是一個重大挑戰(zhàn)，在肝外器官的精準遞送方面，為了應對這一難題，研究者們研發(fā)了多種靶向遞送策略，比如SORT技術與SELECT平臺，用以達成器官和細胞層面的雙重特異性遞送，這為獸醫(yī)疫苗的精準治療開拓了新途徑[1]。

1靶向遞送技術在獸醫(yī)疫苗中的應用

1.1靶向遞送技術概述

靶向遞送技術是生物醫(yī)學領域的一項關鍵進展，正逐漸改變獸醫(yī)疫苗的開發(fā)模式和應用效果，該技術的核心是能精準地把疫苗成分輸送到特定組織或細胞內部，這提升了疫苗的免疫效果，同時大幅降低了潛在副作用和免疫反應過度的風險，在靶向遞送技術體系中，脂質納米顆粒作為載體，憑借其獨特的物理化學特性，成為實現高效靶向遞送的關鍵工具2]。

LNP的遞送能力源于其獨特的結構構成，主要是由磷脂、膽固醇、聚乙二醇化脂質以及離子化脂質這四部分組成，磷脂及膽固醇為LNP給予了穩(wěn)定性，聚乙二醇化脂質則提升了它在體液里的循環(huán)時長，離子化脂質賦予LNP和細胞膜相互作用的能力，推動其內吞進程，不過傳統的LNP在肝外器官的遞送效率以及靶向性方面存在著局限，這促使人們去探索與開發(fā)新型靶向遞送策略。

為應對LNP靶向遞送存在的局限問題，科學家們研發(fā)出了SORT技術以及SELECT平臺，SORT技術借助在傳統的LNP里引入帶有不一樣電荷的SORT脂質分子，達成mRNA在小鼠肝臟、脾臟或者肺部的特異性遞送，意味著在器官層面的靶向遞送技術有了一定進步。不過SORT技術仍存在局限，也就是沒辦法達成對靶器官內特定細胞類型的精準遞送，為處理這一難題，中國科學院動物研究所魏妥研究組與北京大學程強課題組展開合作，研制出SELECT平臺，它是一種三組分LNP遞送系統，可達成對肺臟、肝臟以及脾臟的精準遞送。憑借對LNP組分進行系統優(yōu)化，SELECT平臺提升了遞送效率以及器官特異性，還憑借在mRNA骨架中引入特定microRNA靶點的反向互補序列，達成了mRNA在靶組織特定細胞類型中的受控表達。

圖1肺靶向stLNP和肝臟靶向stLNP在脾臟的表達

這一系列技術創(chuàng)新提高了mRNA療法在特定器官的遞送效率，解決了表達泄漏問題，為實現精準治療提供了新的技術方向，在獸醫(yī)疫苗開發(fā)中，LNP靶向遞送技術得以應用，為提高疫苗效力、降低副作用以及實現精準治療給予了新的可能，借助精確遞送至特定細胞類型，可提高疫苗免疫效果，同時減少對非目標細胞的負面影響，提升整個疫苗體系的安全性與可靠性[3]

1.2靶向遞送技術在獸醫(yī)疫苗中的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)

靶向遞送技術在獸醫(yī)疫苗研發(fā)里呈現出諸多優(yōu)勢，不過也遭遇了不少挑戰(zhàn)，靶向遞送技術的關鍵優(yōu)勢在于它可以精確找到位置，把疫苗成分直接送到目標組織或者細胞，提高免疫響應的效率以及針對性，這種精準性能提高疫苗的免疫效果，還可以大幅降低非目標部位的副作用，給獸醫(yī)疫苗的安全性給予了保障。比如借助將mRNA疫苗精準傳送到特定的免疫細胞內，可激發(fā)更有效的免疫應答，同時減少對其他組織的潛在影響。

靶向遞送技術的推行過程并非毫無妨礙，而是存在著一系列關鍵技術方面的挑戰(zhàn)，首先面臨的一項挑戰(zhàn)便是靶向遞送的精確程度以及穩(wěn)定性能，雖然像脂質納米顆粒這類載體可達成一定水平的靶向遞送效果，然而在實際運用當中，怎樣保證遞送載體于復雜生物環(huán)境里的穩(wěn)定性以及靶向效率，依舊是一個有待解決的難題。

第二個面臨的挑戰(zhàn)與免疫原性密切相關，靶向遞送技術盡管可提升免疫效果，然而它也有引發(fā)非預期免疫反應的可能性，像過度激活或者免疫耐受這類情況，都可能對疫苗的整體效果產生影響，在獸醫(yī)疫苗開發(fā)過程中，怎樣在提高免疫響應的避免或者減輕不良免疫反應，成為要解決的問題。這就要求對遞送載體以及疫苗成分進行精細優(yōu)化，以此保證在靶向遞送進程中其免疫學特性可得到控制和調節(jié)。

面對諸多挑戰(zhàn)，科研工作者積極探尋解決辦法，借助持續(xù)的技術革新與策略完善，提升靶向遞送技術于獸醫(yī)疫苗中的應用成效，比如憑借改進LNP的成分與結構，提高其在復雜生物環(huán)境里的穩(wěn)定性，并且提高其靶向效率與特異性，在免疫原性控制領域，研究者設計有調節(jié)免疫反應能力的遞送載體，同時優(yōu)化疫苗成分的釋放方式，平衡免疫激活與免疫反應的控制，達成更高效、更安全的疫苗遞送。

2基于靶向遞送技術的獸醫(yī)疫苗開發(fā)策略

2.1靶向遞送系統的設計與優(yōu)化

靶向遞送系統設計是研發(fā)高效獸醫(yī)疫苗的核心要點，重點是達成抗原的精確投遞以及免疫應答的有效激發(fā)，系統設計要全面考量載體材料選取、表面修飾方法以及遞送途徑優(yōu)化等諸多方面要素，以此保證疫苗在動物體內呈現出最佳功效。

載體材料的挑選對于遞送系統的穩(wěn)定性以及靶向性有著直接的影響，當下經常會用到的納米載體包含脂質體、聚合物納米粒以及無機納米顆粒等，這些材料有良好的生物相容性以及可修飾性，研究顯示，脂質體由于其和細胞膜相似的結構特性，可有效地保護抗原并且推動細胞攝取，聚合物納米顆?？梢越柚{整分子量以及降解速率，對抗原的釋放動力學加以控制。載體材料的理化性質比如粒徑、表面電荷等，都會對其在體內的分布特性產生影響。

表面修飾是提高靶向性的關鍵方式，借助于在載體表面連接如抗體、適配體或者糖鏈等特異性配體，可達成與目標細胞表面受體的主動識別，有學者證實，這種主動靶向策略可以提高抗原遞送效率，在樹突細胞以及黏膜相關淋巴組織的靶向方面成效較大，以甘露糖修飾為例，它可特異性地結合抗原呈遞細胞表面的甘露糖受體，推動抗原的內化以及加工。

遞送途徑的優(yōu)化同樣不容忽視，不同的給藥方式對疫苗的免疫效果以及安全性會產生影響，像黏膜給藥這種方式，比如憑借鼻腔或者口腔進行給藥，可直接激活局部的免疫應答，這種方式特別適用于呼吸道和消化道病原體的預防工作，而皮下注射或者肌肉注射的方式，則更適宜誘導系統性的免疫反應。研究說明[3]，明確合適的抗原提呈途徑以及載體遞送途徑，是設計高效疫苗的關鍵所在。

系統設計的難點在于達成穩(wěn)定性與安全性之間的平衡，其中一方面，載體于體內循環(huán)進程中要維持結構完整，防止抗原過早釋放，另一方面，還要保證在靶細胞中可有效釋放抗原，RNA技術的靶向遞送系統可減少副作用，提升疫苗的安全性，此理念在獸醫(yī)疫苗開發(fā)中同樣適用，借助優(yōu)化載體材料的降解性能以及包封工藝，可實現抗原的控釋，降低對非靶組織的刺激。

2.2靶向遞送技術在獸醫(yī)疫苗開發(fā)中的應用案例

靶向遞送技術應用于獸醫(yī)疫苗開發(fā)領域，才動物健康保護以及疾病防控方面給予了重大變革，下面將列舉幾個具體應用案例，以此來呈現靶向遞送技術于獸醫(yī)實踐里怎樣達成疫苗效能的提升。

第一，針對呼吸道病毒的靶向疫苗。

在動物呼吸道疾病比如豬流感的疫苗研發(fā)過程中，借助基于LNP的靶向遞送技術，研究者順利把mRNA疫苗精確遞送到呼吸道黏膜細胞，這樣的策略提升了疫苗的免疫原性，強化了黏膜免疫屏障，切實預防了病毒的侵入，把mRNA疫苗直接送到呼吸道黏膜細胞，疫苗成分可迅速激活局部免疫反應，構建起第一道防線，減少了病毒的復制與傳播。

第二，針對腫瘤治療的靶向mRNA療法。

在黑色素瘤肺轉移模型里，借助miR142ts-126tsSELECT-hELANE技術，研究團隊達成了針對腫瘤細胞的mRNA藥物精確遞送，此項技術提高了mRNA療法在腫瘤細胞中的遞送效率，同時降低了mRNA在肺部正常組織細胞中的表達，產生了高效的抑瘤效果。魏妥團隊應用這一技術，開發(fā)出一種器官和細胞雙重特異性的mRNA-LNP遞送平臺，也就是SELECT平臺，該平臺經系統優(yōu)化開發(fā)出三組分LNPs，可把mRNA靶向遞送到肺臟、肝臟和脾臟，在mRNA骨架中引入特定的microRNA靶點反向互補序列，實現了mRNA在靶組織特定細胞類型中的受控蛋白質表達。此案例呈現了靶向遞送技術在精準腫瘤治療中的巨大潛力，有望為獸醫(yī)領域腫瘤治療提供新的解決辦法。

SELECT：Simplified LNP with Engineered mRNA for Cell-type Targeting

圖2SELECT技術介導器官和細胞雙重特異性mRNA遞送

第三，針對傳染病的靶向疫苗。

研究團隊針對犬瘟熱等傳染病，運用基于LNP的靶向遞送技術，開發(fā)出了針對特定免疫細胞的疫苗，該疫苗精準遞送至淋巴細胞等關鍵免疫細胞后，可激發(fā)高效且持久的免疫應答，提高動物對疾病的抵抗力，此策略提高了疫苗免疫效果，避免了對非目標組織的過度刺激，保證了疫苗的安全性與有效性4。

第四，針對寄生蟲病的靶向疫苗。

在動物寄生蟲病比如犬弓首蛔蟲的預防工作里，靶向遞送技術被用來研發(fā)針對特定寄生蟲階段的疫苗，把疫苗成分靶向遞送到寄生蟲的感染階段，可有效阻斷寄生蟲的生命周期，使其在動物體內的繁殖數量減少，這種策略提高了疫苗的針對性，還減少了對動物自身免疫系統的非特異性刺激，為寄生蟲病的防控提供了更精準高效的辦法。

2.3優(yōu)化獸醫(yī)疫苗開發(fā)的靶向遞送策略

獸醫(yī)疫苗開發(fā)運用靶向遞送技術面臨挑戰(zhàn)與機遇，此時制定優(yōu)化策略十分關鍵，其一要精準篩選靶向載體并優(yōu)化疫苗設計，靶向遞送技術重點在于載體選擇及疫苗設計優(yōu)化，針對不同疾病和疫苗類型，研究者需要精準找出最適宜的靶向載體，比如脂質納米顆粒，也就是LNP，因其有良好生物相容性以及高效遞送能力，在mRNA疫苗里呈現出巨大潛力。然而對于特定疾病，像是那種需要靶向特定器官的疫苗，或許要探尋新型靶向載體，像多肽、聚合物或者無機材料等，以此達成更精準的遞送。

疫苗設計的優(yōu)化是十分關鍵的環(huán)節(jié)，借助精確設計mRNA的結構，其中囊括5'帽子、poly（A）尾巴、編碼區(qū)域以及非編碼區(qū)域等方面，可提高其穩(wěn)定性與翻譯效率，降低免疫原性，以此提高疫苗的效能和安全性，另外在mRNA骨架中引入特定的microRNA靶點的反向互補序列，可達成對特定細胞類型的精準遞送，這對于提升疫苗免疫效果以及減少非目標細胞的副作用有著關鍵作用[5]。

要對靶向效率以及安全性展開評估，在獸醫(yī)疫苗開發(fā)的過程當中，靶向遞送技術的有效性及安全性屬于兩大需要考量的因素，評估靶向效率的時候，需要留意疫苗成分是否可成功遞送到目標組織或者細胞，還要考察遞送過程中的穩(wěn)定性以及遞送之后疫苗成分的活性，一般是借助體內外實驗來進行驗證，像動物模型實驗、細胞實驗以及在體循環(huán)和組織滲透過程中開展穩(wěn)定性測試等都包含在內。

安全性評估需要對遞送載體的生物相容性、免疫原性以及潛在的長期副作用進行全面考量，比如，LNP載體的脂質組成、粒徑和表面電荷等特性，都有可能對其在體內的分布、代謝和排泄產生影響，并且還可能引發(fā)免疫反應。

要開展臨床前以及臨床試驗的設計與實施工作，臨床前和臨床試驗屬于驗證靶向遞送技術在獸醫(yī)疫苗應用中安全性與有效性的關鍵步驟，在設計這些試驗時，需要全面考量疫苗的靶向特性，以及遞送技術對疫苗免疫效果所產生的影響，臨床前試驗一般是在動物模型當中開展，目的在于評估疫苗的免疫原性、安全性以及靶向遞送效果。借助這些試驗，研究者可對遞送條件加以優(yōu)化，像劑量、給藥途徑以及時間等方面，實現最佳的免疫效果。

當進人臨床試驗階段，研究者會對疫苗在目標動物群體里的安全性以及免疫效果展開評估，具體覆蓋監(jiān)測疫苗接種之后的免疫反應、監(jiān)測潛在的副作用，同時還要評估疫苗對特定疾病的預防效果，臨床試驗進行設計時應當遵循倫理準則，以此保證動物福利，并且要遵循科學的統計學原則，獲得可靠的數據。

結語

靶向遞送技術基于脂質納米顆粒也就是LNP的遞送平臺聯合mRNA療法能為獸醫(yī)疫苗的精準定位和高效傳遞帶來創(chuàng)新解決辦法，從優(yōu)化疫苗設計開始，經過篩選合適的靶向載體，到評估靶向效率和安全性，靶向遞送技術在提高免疫效果、降低副作用、提高穩(wěn)定性以及延長作用時間等方面都呈現出優(yōu)勢。未來靶向遞送技術在獸醫(yī)疫苗開發(fā)中的應用會更廣泛，不只局限于特定病原體的疫苗開發(fā)，還會擴展到更多疾病防控領域像過敏性疾病的精準治療等，隨著生物醫(yī)學技術持續(xù)進步，新型遞送載體的研發(fā)以及遞送機制的深入剖析會給靶向遞送技術的優(yōu)化帶來無限可能性。

參考文獻：

[1]宋紫娟，張遠冬.納米遞送技術用于幽門螺桿菌疫苗研發(fā)的進展[J].免疫學雜志，2024，40（4）：393-398.

[2]王啟要.中國魚類疫苗技術研發(fā)及應用研究進展[J].大連海洋大學學報，2022，37（1）：1-9.

[3]黎晨，鄧針華，趙麗蓉，等.納米遞送系統用于腎纖維化診療的研究進展[J].臨床腎臟病雜志，2024，24（6）：507-512.

[4] 周磊，呂雯雯，段永忠，等.靶向抗HSV-1的siRNA研究進展［J].昆明醫(yī)科大學學報，2024，45（9）：1-8.

[5]王劍虹，孫述學.疫苗投遞的新策略[J].微生物學免疫學進展，2004，32（2）：62-67.

收稿日期：2025-05-23

作者簡介：王賽措（1985—），女，藏族，碩士，工程師。研究方向：獸醫(yī)疫苗。*通訊作者：馬志鵬（1978—），男，東鄉(xiāng)族，本科，實驗師。研究方向：獸用生物制品質量評價。