预防呼吸道感染，疫苗必不可少。如今，人们对用注射的方式接种疫苗已经不陌生。近年来，中国科学院过程工程研究所（以下简称过程工程所）研究员、中国科学院院士马光辉和研究员魏炜带领的科研团队，开发了基于“微球”技术的干粉吸入式疫苗研制平台技术，并与军事医学研究院生物工程研究所研究员王恒樑和朱力团队开展合作，在实验室成功制备出新型干粉吸入式疫苗，在动物模型上显示出能够高效阻断呼吸道病毒的感染与传播。
12月14日，相关研究工作在《自然》发表。
“该平台具有制备速度快、递送效能高、常温易储运、缓释药效长等特点。”论文共同第一作者、过程工程所叶通博士向《中国科学报》介绍，“在这一新平台上制备出的干粉疫苗颗粒可以直达肺泡、有效沉积。”
“它还能用来做什么？”2019年6月，魏炜听完博士生叶通的实验进展汇报后，提出了这个问题。“它”指的就是一种由聚乳酸类材料制备的表面多孔、内部贯通的微球。研究人员在温和的实验条件下，巧妙地将肿瘤的抗原装进微球中，完成了一种新型肿瘤疫苗的开发，并推进到了临床个体化治疗研究。
2020年1月新冠疫情成了这项研究的重要转折点。就在快放寒假的一天晚上，魏炜兴致勃勃地找到叶通：“要不要试试把呼吸道病毒的抗原装进微球，做成吸入式疫苗？”微球在手，好比生产一辆汽车已经有了底盘，装载什么决定了这辆车的应用。他们决定改变原计划，让这辆“车”装载呼吸道病毒抗原和佐剂，目标是制备干粉吸入式的呼吸道疫苗。
深耕微球领域的科学家相信，基于微球技术的干粉吸入式疫苗在递送过程中会展示出独特的优势。例如，微球的粒径具有合适的空气动力学尺寸，能够精准直达肺泡，有效沉积，防止吸入后被呼出。同时，微球具有缓释的特性，在展示抗原的纳米颗粒从微球中释放后，有利于更长时间地诱导免疫反应。特别是缓释微球抵达肺部后能诱导出长效的体液免疫、细胞免疫和黏膜免疫，这是与传统注射式疫苗相比最显著的优势。
2022年4月将论文投稿至《自然》编辑部。随后，这篇论文在一年半时间里经历了与编辑部的4次“对话”，最终得以发表。叶通介绍，第一次对话是补充了有关T细胞的实验和传播模型实验。研究人员与中国医学科学院医学生物学研究所研究员和占龙团队开展合作，模拟真实传播场景，构建空气传播保护模型、密切接触保护模型、空气传播阻断模型。
这些模型的结果都证明，单剂干粉吸入疫苗相较于多针注射疫苗更高效阻断了病毒的侵染与传播。
回顾这项研究，马光辉的感受是，在递送工程这个新兴领域，研究除了要注重创新性，更重要的是要有可转化的意义、可应用的前景。据介绍，此次发表的疫苗体系的纳微颗粒组分，分别采用了重组蛋白和已批准的高分子材料，并且疫苗的有效性和安全性已在非人灵长类动物身上进行了系统性研究，已经具备临床转化潜力。