可提供疫苗「自我增強」的微粒子 - 生技

可提供疫苗「自我增強」的微粒子

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大部分的疫苗，從麻疹到Covid-19的疫苗都需要進行一系列的多次注射，才能能讓接種者
「完整接種」疫苗。為了實現這個目標，麻省理工學院柯克綜合癌症研究所的研究人員開
發了可以調整在不同時間點傳遞有效酬載(payload)的微粒子，透過新的微製造技術
(microfabrication technique)可以製造「自我增強(self-boost)」的疫苗。

研究人員在Science Advances期刊上描述了這些粒子如何隨著時間的推移而降解，以及如
何在不同的時間點釋放它們的內容物。該研究還指出如何保存內容物，以避免在等待釋放
的時候失去其穩定性。

這些粒子被密封在一個類似有蓋子的小咖啡杯的裡，隨後研究人員可以設計出只需要注射
一次的疫苗，並在未來特定的時間內「自我增強」。該顆粒可以維持在皮膚底下，直到疫
苗完全釋放後，像可以吸收的縫線一樣被人體分解。這種類型的疫苗傳遞，對於在無法經
常獲得醫療服務的地區進行兒童疫苗接種特別有用。

這種疫苗載具可以廣泛適用所有類型的疫苗，包含重組蛋白疫苗(recombinant
protein-based vaccines)、DNA疫苗，甚至是RNA疫苗。研究人員透過了解疫苗如何釋放
的過程及機制，以允許他們著手研究隨著時間推移可能引起一些不穩定性的配方。該技術
還能提供一系列的其他療法，包含癌症藥物治療、荷爾蒙療法及生物製藥。

過去研究人員曾在Science期刊上發表了微製造技術，這些粒子是由一種已被批准用於醫
療裝置的生物相容性聚合物(由PLGA製成)。為了製造杯型粒子，研究人員創造了一系列的
矽模具來塑造杯子及蓋子，成型後將藥物裝在杯子後，透過加熱系統將杯子及蓋子稍微加
熱使其能融合在一起。

這種稱為SEAL技術(StampEd Assembly of polymer Layers)，可用於任何尺寸及形狀的粒
子，最近由麻省理工學院的研究人員發表於Small Methods期刊上，新版本允許簡化及大
規模的生產粒子。

為了幫助未來的粒子設計，研究人員還開發了一個計算模型，考慮了各種設計參數，包含
粒子的大小、形狀及其用於製造的聚合物組成如何影響藥物釋放的時間，以預測特定粒子
如何在體內降解。該模型可以成為PLGA粒子類型的開發、或是其他類型的微製造技術或是
3D列印粒子及醫療設備的開發。

目前研究團隊已將此策略用來設計一種自我增強的小兒麻痺症疫苗(polio vaccine)，該
疫苗為一系列2到4次的注射，並已在動物身上進行試驗。研究人員認為這種內核─外殼式
的粒子(core shell particles)具有潛在製造安全、可一次性注射、能自我增強的疫苗，
並且可以透過改變成分來產生不同釋放時間的粒子混合物，以提高患者的依從性，還可以
增加疫苗對細胞及體液免疫 (Humoral immunity)的反應。該研究由Bill and Melinda
Gates基金會資助。

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