科学家们展示了下一代DNA递送技术的临床前概念验证

Wistar研究所David B.Weiner博士实验室的科学家描述了一种新一代疫苗接种技术，该技术将质粒DNA与脂质纳米粒子（LNP）递送系统相结合

这项研究是与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院诺伯特·帕迪博士实验室和总部位于宾夕法尼亚州的生物技术公司INOVIO的科学家合作进行的。他们的研究结果发表在《细胞报告医学》的论文《脂质纳米颗粒形成的质粒DNA的调节驱动先天免疫激活促进适应性免疫》中。

David Weiner，Wistar执行副总裁和W.W.Smith慈善信托癌症研究杰出教授，是DNA疫苗领域的领先专家。在Weiner实验室博士生Nicholas Tursi领导的这项研究中，研究人员研究了如何改进基于脂质的制剂，以更好地整合和传递用于免疫的DNA有效载荷

基于脂质的方法，包括LNP，已经成功配制和递送了各种形式的RNA，并在几种上市产品中配制了蛋白质作为药物。然而，使用DNA开发此类制剂之前没有显示出相同的稳定性或疗效

该团队研究了如何修改基于脂质的制剂，以有效稳定LNP中的DNA，从而简化其递送并提高疫苗诱导的免疫力。DNA相对于RNA具有独特的性质，包括其大尺寸和双链性质，这以前一直是创建稳定和一致的基于脂质的DNA制剂的障碍

传统上，DNA疫苗是使用能够在注射部位高效地将DNA摄取到细胞中并对重要疾病靶点产生强大T细胞免疫的设备进行递送的。利用LNP制剂进行DNA疫苗接种可能会使针头和注射器给药成为可能，并可能增强体液免疫，这可能会在DNA疫苗工具包中提供额外的工具

使用表达流感血凝素（HA）的DNA-LNP模型，研究小组研究了如何调节LNP内的DNA配方，以改善直接注射的颗粒组装和稳定性。以较高N/P比配制的HA DNA LNPs——脂质纳米颗粒和较大DNA骨架之间的关系——导致颗粒轮廓改善，粒径减小，免疫反应的产生得到改善

该研究强调了DNA LNPs赋予的一些免疫机制。研究小组表明，与佐剂制剂中的mRNA和蛋白质相比，这些DNA LNPs展示了一种独特的启动免疫系统的方式。DNA-LNP诱导了一种独特的先天免疫群体激活模式，即在保护性免疫反应发展的早期做出反应的细胞

研究小组接下来研究了HA DNA LNPs是否可以诱导强烈而一致的适应性免疫——这是负责长寿T细胞和抗体反应的免疫系统的一部分。相对于佐剂疫苗中的基准mRNA和蛋白质，HA DNA LNPs在单次剂量后诱导了强烈的抗体和T细胞反应。重要的是，这些反应是持久的，小动物的记忆反应在免疫后持续一年以上

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研究小组还研究了HA DNA LNPs在兔模型中的免疫原性，他们观察到强烈的T细胞和抗体反应持续到记忆阶段

最后，研究小组检查了DNA-LNP疫苗是否可以在活的严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型挑战模型中发挥保护作用。该团队利用了一种表达严重急性呼吸系统综合征冠状病毒2型刺突蛋白的DNA-LNP疫苗，并证明了用刺突DNA-LNP进行单次免疫成功地预防了因攻击而导致的发病率和死亡率

本研究支持继续开发DNA-LNP疫苗作为一种独特的疫苗接种方式。这种方法能够引发强烈、持久的免疫反应，突显了其补充现有方法或作为下一代免疫平台开发的潜力 More information: Nicholas J. Tursi et al, Modulation of lipid nanoparticle-formulated plasmid DNA drives innate immune activation promoting adaptive immunity, Cell Reports Medicine (2025). DOI: 10.1016/j.xcrm.2025.102035

Journal information: Cell Reports Medicine