

过敏性鼻炎是常见的慢性气道炎症疾病,与哮喘等呼吸系统疾病密切相关。目前临床治疗主要通过药物缓解炎症症状,但难以从根本上恢复机体对过敏原的免疫耐受。尽管过敏原免疫治疗能够诱导长期免疫调节,仍存在治疗周期长、依从性不足等问题。因此,开发安全、高效并能够精准诱导抗原特异性耐受的新型免疫干预策略具有重要意义。
近日,国家纳米科学中心聂广军、赵瑞芳团队联合首都医科大学陈汉清团队、北京大学第一医院刘俊秀团队,在口服纳米疫苗调控远端黏膜免疫耐受领域取得新进展。研究团队基于可编程膳食纤维纳米递送技术,构建了一种葡聚糖基口服纳米鼻炎疫苗,实现了过敏原递送、肠道菌群代谢调控以及肠–鼻免疫轴重塑的协同调节。相关研究成果以《Dietary fiber-based oral nanovaccine promotes gut-nose trafficking of regulatory cells and drives antigen-specific tolerance to relieve airway allergy》为题,发表于《iMeta》,为过敏性气道疾病的精准免疫干预提供了新的技术方案。
研究团队首先通过人群队列分析发现,膳食纤维摄入不足与过敏相关疾病风险增加相关。进一步研究表明,肠道菌群代谢膳食纤维产生的短链脂肪酸(SCFAs)在维持免疫稳态中发挥重要作用。然而,直接补充SCFAs存在代谢速度快、局部作用不足以及难以精准调控等限制。针对这一问题,团队设计了一种基于葡聚糖的纳米膳食纤维疫苗。该纳米平台利用葡聚糖良好的生物相容性和可发酵特性,将过敏原抗原有效包载并递送至肠道免疫区域,同时作为菌群可利用底物促进短链脂肪酸持续生成,实现抗原递送与肠道免疫环境调节的同步进行。
在作用机制研究中,团队发现NDF能够促进耐受性树突状细胞形成,并诱导产生IL-10分泌型调节性B细胞和调节性T细胞。通过细胞示踪和免疫分析进一步证实,这些肠源调节性细胞可沿肠-鼻轴迁移至鼻黏膜,在局部建立抗原特异性免疫耐受。其中,短链脂肪酸受体FFAR2信号对于调控性免疫细胞扩增及远端免疫调节具有关键作用。该研究揭示了肠道来源调节性免疫细胞参与跨器官黏膜免疫调控的新机制。
该研究建立了膳食纤维纳米材料、菌群代谢信号与远端黏膜免疫调控之间的联系,提出了基于天然营养材料驱动免疫调节的新型纳米疫苗策略。相较于传统过敏原免疫治疗,该平台具有口服给药、生物相容性良好以及载体模块化设计等特点,可通过替换不同抗原实现针对不同过敏原的免疫调控,为过敏性鼻炎及相关气道疾病的长期干预提供新的技术平台。
聂广军/赵瑞芳团队长期开展肠道微环境调控与纳米生物医学研究,围绕“纳米材料-菌群代谢-免疫稳态”建立了系列技术体系。团队此前开发了结肠靶向纳米材料调控肠道菌群缓解炎症疾病(Nano Today, 2021;Matter, 2025),构建功能化葡聚糖纳米颗粒改善肠道炎症及骨代谢异常(Nature Communications, 2024),建立细菌膜囊泡标准化递送技术体系(Nature Protocols, 2022),并发展多种口服纳米递送及黏膜疫苗平台(Nature Biomedical Engineering, 2023),为本次基于肠–鼻轴的口服纳米疫苗设计奠定了研究基础。
国家纳米科学中心博士后覃裕婷、博士生王泽铭为该论文共同第一作者,陈汉清教授、聂广军研究员、赵瑞芳研究员和刘俊秀教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、北京新星计划、北京市自然科学基金等项目支持。

论文链接:http://doi.org/10.1002/imt2.70158