重复使用生物制剂后产生的抗药抗体（ADAs）是导致生物疗法出现耐药性的主要原因，尤其是在酶替代疗法和腺相关病毒（AAV）基因疗法中。ADAs会导致药物清除加快、疗效降低和不良反应，几乎影响所有生物药物，现有应对策略效果不佳，雷帕霉素虽可调节免疫，但传统使用方式存在问题。近期，沈阳药科大学刘洪卓/王永军教授团队在ACS Nano（IF 15.8）上发表了题为“Lipid-Rapamycin Nanovaccines Overcome the Antidrug Antibody Barrier in Biologic Therapies”的文章，研究开发了一种基于脂质-雷帕霉素（Rapa）的纳米疫苗，可恢复对生物制剂的免疫耐受，克服ADAs带来的挑战，为解决生物疗法的耐药问题提供了新途径。
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基因信息
Luciferase：荧光素酶；GFP：绿色荧光蛋白；
SEAP：分泌型胚胎碱性磷酸酶
实验动物
雄性C57BL/6小鼠
病毒产品
AAV8-CMV-luciferase；AAV8-CAG-GFP；AAV8-CMV-SEAP
注射剂量
4 × 1012 vg/kg
注射方式
静脉注射
注射AAV8-luc后小鼠荧光素酶表达的荧光图像
注射AAV8-GFP后小鼠肝脏GFP表达的荧光图像
01研究结果
1. 纳米疫苗的设计与合成
研究人员设计了两类脂质-雷帕霉素（Rapa）结合物，分别通过可裂解和不可裂解的连接子将脂质部分连接到雷帕霉素的42-羟基位置。将含有溶解在甲醇或乙醇中的脂质Rapa的有机相加入蒸馏水中，在DSPE-PEG2000的帮助下自发形成纳米颗粒（NPs）。随后通过蒸发去除有机溶剂，产生脂质Rapa纳米颗粒（LRNPs）。研究人员进一步证明了NP对有效耐受的必要性。实验表明，LRNPs能够显著降低抗药抗体的产生，在小鼠模型中，LRNPs与KLH联合使用后，小鼠体内的KLH特异性IgM和IgG抗体水平显著降低。此外，LRNPs还能够在多次挑战后维持低水平的抗体反应，表明其能够诱导长期的免疫耐受。
图1. LRNPs与游离抗原联合预防性给药可诱导抗原特异性免疫耐受
2. LRNPs联合治疗增加AAV8载体转基因表达
为了确定LRNPs是否可以阻断抗衣壳抗体的产生并提高AAV8载体在体内的转基因效率，研究人员在有或没有LRNPs的情况下在小鼠中静脉注射表达荧光素酶的AAV8。发光成像显示，与单独用AAV8-luc治疗的小鼠相比，在给药后3周和4周，与LRNP联合治疗的小鼠肝脏区域的萤光素酶信号明显更高，且转基因表达持续时间更长，并再次利用AAV8-GFP验证了这一结果。表明与LRNP联合治疗可减少意外的免疫反应，并在再次给药后提高AAV基因治疗的疗效。
图2. LRNP共处理增加AAV8载体转基因表达
3. 纳米疫苗的优化与改进
研究人员进一步优化了LRNPs的设计，发现使用甘露糖修饰的LRNPs（MLRNPs）是缓解免疫反应的较优选择，适用于真实生物制剂的进一步挑战。研究发现MLRNPs增强了肝APCs的耐受性，并诱导了更多的免疫调节性DN T细胞。MLRNPs在肝脏APCs中的摄取增加，进一步增强了其对生物制剂的免疫耐受效果。
图3. MLRNPs提高了聚乙二醇化尿酸酶治疗的长期有效性
4. MLRNPs使AAV8载体重新给药成为可能
为了确定甘露糖修饰的纳米疫苗是否能够成功地重新给药AAV，研究人员首先将AAV8-Luc注射到小鼠体内，3周后将AAV8-SEAP注射到相同的动物体内。在单次注射AAV后，单独治疗的AAV组的所有小鼠在第7天都产生了衣壳特异性IgM。虽然未修饰的纳米疫苗治疗产生了IgM，但与单独的AAV治疗相比，增加的幅度显著降低。在MLRNP组中，在八只小鼠中只有四只检测到抗包膜IgM，表明降低了不必要的免疫反应发生率。在AAV8-SEAP给药后，观察到IgM的AUC增加。然而，接受纳米疫苗的小鼠IgM量明显减少，特别是在MLRNP组中。进一步研究发现纳米疫苗和AAV8共给药后，几乎检测不到抗体水平，这是由于肝脏中的APCs诱导耐受，然后是免疫调节DN T细胞和Tregs阻断B细胞活化，但该策略在较长时间和较高剂量AAV治疗下的转基因效率仍有待阐明。
图4. MLRNPs使AAV8载体重新给药
02总结
这项研究成功开发了一种基于脂质-雷帕霉素的纳米疫苗，能够有效克服生物疗法中的抗药抗体屏障。通过诱导免疫耐受，这种纳米疫苗不仅能够延长生物制剂的疗效，还为AAV基因疗法的重复给药提供了可能。未来，这种纳米疫苗有望在酶替代疗法和基因治疗中得到广泛应用，为患者带来更持久的治疗效果。