呼吸道黏膜是绝大多数病原体侵入宿主的第一道关口，然而这一天然门户在现行疫苗接种策略中却未能得到充分利用。当前商品化疫苗主要依赖肌肉注射途径，诱导的免疫效应多集中于体液循环，难以在呼吸道黏膜这一病原入侵的最前沿构筑起有效的免疫屏障，导致病原在突破黏膜防线之前几乎不受特异性免疫约束。

这也成为呼吸道传染病持续高发、反复流行的重要免疫学缺口。将防线前置至病原体入侵门户的吸入式黏膜疫苗，被认为是破解上述难题的理想策略。然而，有效的肺部疫苗接种长期受制于肺表面活性剂屏障和疫苗抗原无法高效递送至肺泡抗原呈递细胞（肺泡巨噬细胞）细胞质的双重困境。

近日，江苏省农业科学院冯志新/张珍珍团队在Journal of Advanced Research上发表了题为Innovative Mucosal Nanocarrier Systems for Enhanced Immune Response against Respiratory Pathogens的研究论文。

张珍珍副研究员、陈蓉副研究员和中国药科大学周湘副教授为本文的共同第一作者，冯志新研究员、唐波副研究员和中国药科大学张超教授为论文共同通讯作者。

受肺泡巨噬细胞来源囊泡与肺泡环境天然相容性的启发，研究团队开发了一种仿生肺泡巨噬细胞膜囊泡，并将其工程化改造为兼具广谱抗原捕获与胞质递送能力的黏膜纳米载体平台AMV-ACCDS-Poly(I:C)，集成了广谱抗原捕获、内体逃逸和双通路天然免疫激活三大功能模块，旨在突破吸入式疫苗领域面临的黏膜渗透性差、胞质递送不足和细胞免疫应答弱等瓶颈问题，为开发广谱性吸入式疫苗提供了全新思路。

研究内容

1. 突破肺表面活性剂屏障，实现巨噬细胞精准靶向

为实现高效的肺部黏膜递送，研究人员首先比较了来源于肺泡巨噬细胞的仿生囊泡（AMVs），与合成脂质纳米颗粒（DPPC LNPs）及商业化转染试剂Invivofectamine在模拟肺泡环境中的递送性能。体内外实验显示，AMVs相较于脂质纳米粒展现了更强的肺泡巨噬细胞靶向性，且产率比天然外泌体高21倍（图1）。

图1. 不同载体突破黏膜屏障效果评估

2. 仿生纳米囊泡平台的模块化设计与构建

基于AMV优越的肺部黏膜递送效率，利用工程化修饰三大功能模块将AMVs改造为新型递送系统AMV-ACCD。该递送系统通过三大功能模块的有机串联，实现了高效的抗原提呈与免疫激活：首先，利用重组表达的肺表面活性蛋白A（SP-A）C型凝集素结构域，作为广谱识别元件，能靶向结合猪肺炎支原体、流感病毒等多种呼吸道病原的表面黏附素，使得平台具备跨病原的抗原捕获能力。

其次，引入pH敏感的李斯特菌溶血素O（LLO）模块，在内吞途径的酸性微环境中选择性活化，于囊泡膜脂双层中形成跨膜孔道，促使被捕获抗原从溶酶体高效逸入胞质，为MHC-I交叉呈递路径的畅通提供保障。最后，胞内同步递送的佐剂Poly(I:C)充当了关键的信号协调器，能同步激活内涵体中的TLR3与细胞质中的RIG-I/MDA5双通路，高效诱导干扰素-β/白细胞介素-18瞬时表达（图2）。

图2. AMV-ACCDS鉴定及捕获抗原示意图

体内外研究结果表明AMV-ACCD展现了高效的抗原吸附与捕获能力。共聚焦显微镜观察证实，在体外模拟屏障环境中，AMV-ACCDS能利用LLO模块介导内吞/溶酶体逃逸（图3）。

图3. AMV-ACCDS实现内体抗原逃逸

3. 区室桥接式免疫激活，诱导长效组织驻留记忆

传统的佐剂设计往往倾向于激活单一先天免疫通路，这不仅容易使免疫应答偏向体液免疫，还可能引发过度炎症。研究团队提出了“区室桥接”式信号协同的新思路。在免疫激活层面，AMV-ACCDS-Poly(I:C）利用其胞质递送能力，成功实现了“区室桥接”式信号协同。

内体中的Poly(I:C）激活TLR3通路，启动趋化因子表达；成功逃逸至胞质的Poly(I:C）则激活RIG-I/MDA5通路，驱动I型干扰素和IL-18的强劲表达。通过肺靶向LNP递送shRNA特异性敲低肺泡巨噬细胞中的TLR3、RIG-I或MDA5后，IFN-α/β和IL-18分泌显著减少，证实了这三条通路的关键上游介质作用。

该双通路协同策略在诱导适应性免疫所需信号的同时，有效避免了TLR3单通路过度激活可能导致的TNF-α升高和组织损伤，组织病理学检查未见中性粒细胞浸润或上皮损伤，展现出良好的生物安全性。该免疫微环境强力促进了肺组织驻留记忆CD8⁺ T细胞局部定植。

与单独抗原相比，AMV-ACCDS-Poly(I:C）平台将肺部抗原特异性CD8⁺ TRM细胞数量提升了3倍，而脾脏中无显著变化，证实了局部肺部免疫的建立。进一步研究发现，平台通过激活RIG-I/MDA5通路，上调Pgc-1α表达，推动CD8⁺ TRM细胞的线粒体生物合成与氧化磷酸化代谢重编程，表现为基础耗氧率升高、ATP产量增加及线粒体复合物基因上调，为CD8⁺ TRM细胞的长期驻留和快速应答奠定了能量基础。

IL-18中和抗体实验进一步揭示了关键信号级联，AMV-ACCDS-Poly(I:C）激活肺泡巨噬细胞分泌IL-18，促进肺CD4⁺ T细胞产生IFN-γ，最终驱动肺CD8⁺ CD8⁺ TRM细胞的分化和维持（图4）。

图4. AMV-ACCDS-Poly(I:C)通过肺泡巨噬细胞诱导肺部抗原特异性CD8+TRM样细胞

4. 广谱保护效力覆盖从支原体到病毒的完全保护

在多种呼吸道病原体的保护效力评估中，该平台展现出广谱且高效的保护潜力。针对人/猪肺炎支原体，经鼻内初免-加强免疫后，AMV-ACCDS-Poly(I:C）组血清中抗原特异性IgG、IgG1、IgG2a水平显著升高，呼吸道黏膜sIgA滴度亦明显提升。

更重要的是，该平台在所有测试制剂中产生了最显著的肺驻留抗原特异性CD8⁺TRM样细胞扩增，比单独疫苗增加2.1倍，并在离体再刺激时显著增加了IFN-γ⁺ CD8⁺ T细胞比例。

攻毒后，免疫小鼠肺组织病原载量显著降低，病理炎症最轻微。在针对猪伪狂犬病毒（PRV，DNA病毒）和甲型流感病毒（RNA病毒）的攻毒保护实验中，该平台同样显著增强了病毒特异性黏膜sIgA和血清IgG水平，独特地扩增了肺CD8⁺TRM样细胞（CD44⁺CD69⁺CD103⁺），并在再刺激时产生最高频率的IFN-γ⁺ CD8⁺ T细胞。

针对100倍LD₅₀的高剂量PRV强毒攻击，AMV-ACCDS-Poly(I:C）辅助免疫实现100%生存率，显著优于游离Poly(I:C）对照组及无胞质递送模块的AMV-Poly(I:C）组肺病毒滴度亦降至最低水平。

在同源流感攻毒中，仅AMV-ACCDS-Poly(I:C）提供完全保护（100%生存率），而游离Poly(I:C）组仅为40%。而CD8⁺ T细胞耗竭后则削弱其免疫保护能力，功能上确证了疫苗诱导的CD8⁺ TRM细胞在抗病毒免疫中的核心作用（图5）。

图5AMV-ACCDS-Poly(I:C)增强肺炎支原体疫苗的体内免疫应答与保护效力

小结

该研究将仿生纳米技术与精准免疫调控相结合，通过设计集成抗原捕获、内体逃逸和双通路天然免疫唤醒功能的肺泡巨噬细胞膜囊泡，首次系统阐明了仿生囊泡膜特性克服肺表面活性剂屏障的关键作用，揭示了“区室桥接”式TLR3/RIG-I/MDA5协同激活驱动TRM细胞代谢重编程和长效驻留的新机制。

该平台在人/猪肺炎支原体、甲型流感病毒、猪伪狂犬病毒等多种呼吸道病原体模型中均展现出优越的保护效力，为突破现有疫苗黏膜免疫应答不足的技术瓶颈提供了仿生学新思路。下一步，团队将推进该平台的工艺放大与临床应用转化，以期将其打造为新一代广谱性吸入式疫苗的核心技术方案。

参考文献：Zhang Z, Chen R, Zhou X, Wang H, Gong H, Wang C, Hao R, Yuan T, Hao F, Xiong Q, Tang B, Zhang C, Feng Z. Innovative Mucosal Nanocarrier Systems for Enhanced Immune Response against Respiratory Pathogens. J Adv Res. 2026. doi: 10.1016/j.jare.2026.06.002.