生物材料疫苗递送系统的免疫佐剂效应在增强抗原或免疫增强剂的免疫应答方面具有重要作用。较常规载体,纳米／微米球形颗粒疫苗递送系统可高效包载抗原及免疫增强剂,增强抗原稳定性,促进抗原递呈细胞(antigen presenting cell, APC)对抗原的胞吞,加工,促进抗原的交叉呈递,引起更强的体液免疫和细胞免疫反应。本课题以高分子生物材料为载体,负载抗原后构建抗原递送系统,研究其体内外的免疫反应与佐剂机制。研究内容包括以下三个方面：1)负载百日咳毒素(PTd)的PLGA纳米／微米球疫苗的制备及其免疫学机制研究。近年来,美国、澳大利亚、英国等国家,具高致病率、致死率的百日咳大量复发,研发有效预防百日咳新型疫苗具有重大意义。以FDA认证,具有良好生物相容性的聚乳酸-聚羟基乙酸(poly(lactic-co-glycolic acid), PLGA)为载体,以脱毒百日咳毒素(Pertussis Toxin, PTd)为抗原,经双乳化法制备PTd PLGA纳米／微米球混合制剂(PTd PL ANP./MP.)。较裸抗原,PTd PLGA NP./MP疫苗制剂有效地促进了抗原被巨噬细胞的吞噬。小鼠体内免疫结果表明,较裸抗原,PTd PLGA NP./MP.引起的特异性IgG分泌无显著性差异,但可是显著增强脾脏淋巴细胞分泌细胞因子IFN-γ, IL-17。因此,PTd PLGA NP./MP可引起更加平衡地Thl/Th17免疫应答,可作为替代无细胞型百日咳疫苗的新选择。(2)酸敏感PEDG纳米颗粒递送卵清白蛋白(Ovalbumin, OVA)及其免疫学效应研究。免疫原性弱及免疫应答持续时间短是当前亚单位蛋白疫苗的主要缺点。此部分工作中,我们以胍基修饰的甲氧基聚乙二醇-聚(2-(二异丙基氨基)-乙基甲基丙烯酸酯)-聚(2-(胍基)乙基甲基丙烯酸酯)(monomethoxypoly (ethyl ene glycol)-block-poly (2-(diisopropylamino) ethylmethacrylate)-block-poly (2-(guanidyl) ethylmethacrylate), mPEG-b-PDPA-b-PGEM, PEDG)为载体,该共聚物可在水中自组装成为纳米粒,通过静电吸附和氢键共同作用负载OVA,制成疫苗Nano.OVA。酸性环境(pH≤6.3) PDPA段发生质子化致纳米粒解体从而实现抗原溶酶体逃逸。Nano.OVA可显著促进抗原被小鼠骨髓来源的树突状细胞BMDCs捕获,上调BMDCs表面分子CD40, CD86, CCR7的表达并促进其分泌细胞因子IL-12。另外,Nano.OVA促进了巨噬细胞(Raw 264.7)分泌细胞因子TNF-α、IL-6、IL-10.纳米载体的引入能够延长抗原在接种部位及回流淋巴结的滞留时间。小鼠皮内免疫接种后,与裸OVA相比,Nano.OVA大大提高了抗原特异性抗体IgG滴度,和细胞因子IFN-γ、IL-2的分泌,引起了以IgG2a为主的Th1型体液免疫应答。Nano.OVA显著性的增强了OVA的交叉呈递反应,促进抗原特异性CD8+T细胞增殖。总之,酸敏感PEDG纳米粒子作为蛋白疫苗递送系统,可有效引起较强的体液和细胞免疫应答。(3)新型可降解阳离子纳米载体的佐剂效应机制。以侧链胍基修饰的聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)为载体,考察表面电荷对阳离子纳米粒免疫佐剂效果的影响。经研究,阳离子纳米粒经过细胞膜凹陷小窝介导内吞方式进入BMDCs,。表面电荷增加可显著性上调BMDCs表面分子CD86、CD40、MHCⅡ及CCR7的表达。纳米粒负载OVA后,抗原OVA的体内外交叉呈递水平随着纳米粒表面电荷增加而增强。小鼠体内免疫接种纳米疫苗,表面电荷增加促进纳米粒向淋巴结的靶向性运输,且延长抗原在接种部位及回流淋巴结的滞留时间。同时,随表面电荷升高,体内免疫引起的TNF-α、IFN-γ、IL-10等细胞因子的分泌增加。这些结果表明,合理的胍基含量设计对此类载体材料佐剂作用的发挥具有决定性的作用。