VPNVax：通过聚合物重组在疫苗中制造增强的病毒结构

一般来说，疫苗对病毒的信息恢复程度越高，其潜在效力就越大。病毒本身就是最真实的疫苗，比如水痘-带状疱疹病毒，它在一次感染后提供终身免疫力。然而，在漫长的进化史中，病毒也会进化出逃避免疫监视的机制，例如通过高度变异频繁伪装来逃避免疫系统的追捕

或者，它们可能会降低自身的可见性，并通过特殊机制进行入侵潜伏，而冠状病毒擅长使用这两种策略

作为一种核糖核酸病毒，冠状病毒具有高度变异性的天然优势。同时，冠状病毒因其表面的冠状突起而被命名为“电晕”，在位于这些冠状突起顶部的受体结合域（RBD）蛋白上显示出最关键的抗原信息

抗原信息分散在病毒表面的孤立峰之间，类似于日冕。这种空间离散的结构对免疫系统有效识别是一个挑战

针对冠状病毒的结构特征，长春应用化学研究所的陈学思教授和宋万彤教授领导的团队报告了一种拟病毒聚合物纳米颗粒疫苗（VPNVax）。该疫苗是通过重新排列冠状病毒的RBD蛋白并将其修饰到预组装的聚乙二醇-聚乳酸聚合物纳米颗粒表面来制备的

这种模块化制备策略提供了几个优点：（1）它允许灵活控制纳米颗粒疫苗表面的抗原密度（化合价）；（2） 使抗原蛋白的替代能够快速响应不同病毒变体的爆发；（3） 促进了从亚单位蛋白到纳米颗粒疫苗的直接转化，简化了快速大规模制备的过程

VPNVax在冷冻电子显微镜下的形态与病毒结构极为相似，抗原蛋白密集分布在纳米颗粒载体的球形表面。通过使用Fibonacci球形晶格模型的理论计算和化学反应条件的调节，研究团队成功制备了不同表面价态的VPNVaxs

结果表明，表面抗原效价确实对纳米颗粒疫苗的免疫刺激效果有显著影响。VPNVax表面较高的抗原密度增强了其对B细胞的直接激活能力，间接验证了冠状病毒通过冠状突起降低表面抗原密度来逃避免疫监测的机制

这也强调了优化和控制纳米颗粒疫苗表面价态的必要性。然而，过高的价态也降低了VPNVax的结构稳定性，需要适度的价态来实现刺激效果和稳定性之间的平衡

研究团队进一步发现，对于不同大小的抗原蛋白，当表面蛋白覆盖率在20%-25%范围内时，制备的VPNVax的最佳免疫刺激效果出现。此外，具有最佳结构参数的VPNVax与市售铝佐剂相结合，具有更强的免疫刺激作用，其免疫血清已被证明具有中和病毒的作用

更重要的是，这种基于聚合物的疫苗平台可以进一步开发和利用聚合物载体的佐剂功能。通过携带免疫激动剂或调节聚合物的手性，VPNVax可以同时激活细胞免疫反应

总之，在VPNVax平台上进行的关于纳米颗粒疫苗的结构-效果关系的研究以及结合材料合成技术的制备策略为设计下一代类病毒颗粒疫苗提供了新的见解