孙冰冰教授课题组新成果助力疫苗研发

huanping

疫苗接种是预防和控制传染病最有效的手段，关系到人民群众健康和公共卫生安全。铝盐佐剂因其良好的生物安全性和有效性，在应对突发疫情以及开发新型疫苗中扮演着重要角色。然而随着疫苗制剂临床研究的深入和铝佐剂的大量使用，对其种类及特性的要求也不断提高，传统铝佐剂正面临关键技术突破和产品性能提升的严峻问题。铝佐剂物性不明确，免疫应答作用规律不清晰，极大程度上限制了疫苗用铝佐剂的合理应用与改进。因此，聚焦材料的物理化学特性，实现工程铝佐剂的优化设计，是推动疫苗佐剂理论、技术水平提升和创新性发展的关键。

图1.工程纳米羟基氧化铝佐剂肌体内免疫应答过程与机制示意图

        近日，化工学院孙冰冰教授课题组成功设计并合成了表面自由能可控的羟基氧化铝纳米佐剂（AlOOH NRs）。研究表明，由于AlOOH NRs生长过程中氢氧根离子对晶体生长取向的微观过程控制，高长径比的AlOOH NRs表现出倾向于较低的表面自由能特性，因此显示出更优的表面疏水性能，并引发更强的佐剂-脂膜相互作用。采用乙肝表面抗原（HBsAg）作为抗原模型对小鼠进行肌肉注射免疫，结果显示AlOOH纳米佐剂能够诱导长径比依赖的抗原特异性抗体滴度水平，高长径比的AlOOH纳米佐剂可以诱导更高水平的IgG抗体效价。
       机制性研究表明，高长径比AlOOH佐剂显示出更高水平的树突细胞活化能力，有效促进了抗原递呈及淋巴结迁移。本研究基于纳米材料-生物界面相互作用，从材料的本征性质出发，为免疫应答规律的揭示提供了合理依据。课题采用化学工程基本原理，结合材料学、免疫学等学科，体现了学科交叉的研究思路。
       以上研究成果发表在Nano Today上，第一作者是化工学院博士研究生梁智慧，通讯作者为精细化工国家重点实验室及化学工程系孙冰冰教授。项目得到了国家海外高层次人才引进计划-青年项目、国家自然科学基金面上项目、辽宁省“兴辽英才计划”青年拔尖人才、大连市科技创新基金重点学科重大课题和中央高校基本科研业务费专项基金的支持。同时，该研究得到了学校大学生创新训练计划国家级项目的支持，项目参与人王馨和石舒婷目前分别就读于中国科学院国家纳米科学中心和美国麻省理工学院。
        孙冰冰课题组长期致力于生物材料，纳米材料-生物界面、疫苗及免疫作用机制研究。团队在化工学院搭建了疫苗制剂研发平台，并与国内多家生物制品企业展开合作，进行疫苗制剂的研发。
       文章链接：https://doi.org/10.1016/j.nantod.2022.101445


       文章来源：大连理工大学
       孙冰冰，教授，博士生导师。2002、2005年于大连理工大学获得学士、硕士学位，2011年于美国华盛顿大学化学工程系获得博士学位，2011-2016年在美国加州大学洛杉矶分校医学院及加州大学纳米技术环境影响中心从事博士后研究工作。致力于生物材料、纳米材料-生物界面、免疫工程、疫苗佐剂、纳米材料生物安全性、以及环境污染物的评价与预防等研究。多学科交叉型的研究涉及了生物学、化学、材料学、医学及环境学等领域。