中国科学院深圳先进技术研究院李洋课题组 Nano Letters: 纳米材料CuInP₂S₆兼具病毒捕获与疫苗佐剂双重功能

面对不断出现的新发病毒及抗病毒药物耐药性挑战，开发兼具广谱抗病毒与高效免疫调控功能的纳米药物，已成为生物医学领域的重要研究方向。此前，研究团队已报道二维材料CuInP₂S₆（CIPS）能够特异性结合病毒蛋白RBD，捕获病毒发挥纳米胶水作用实现高效抗病毒。同时，CIPS捕获病毒后可诱导巨噬细胞对病毒的清除，促进抗病毒免疫 (Nature Nanotechnology, 2022, 17(9), 993-1003)。但具体的免疫激活机制并未深入解析。在此基础上，团队进一步系统揭示了CIPS基于病毒捕获的免疫调控效应与机制，并利用相关机制开展了从先天免疫激活到适应性免疫增强功能的研究，拓展了该材料的功能边界，研究成果发表在《Nano Letters》期刊。

研究团队在前期工作的基础上提出并完善了一种新的作用模式—CIPS依赖性细胞吞噬（CIPS-dependent cellular phagocytosis, CDCP）：CIPS纳米片高效结合病毒颗粒，形成“纳米材料-病毒复合物”，将其转化为更易被巨噬细胞识别的“靶标”，从而显著提高巨噬细胞对病毒的摄取。更重要的是，这一过程不仅直接增强了病毒相关成分的胞内处理与溶酶体降解，还提升了抗原呈递能力，为后续适应性免疫应答的启动奠定了重要基础。该机制的核心在于CIPS能够与病毒蛋白RBD高亲和力结合。这一机制不仅延续了材料本身的抗病毒特性，也进一步强化了其在免疫调控中的作用。CIPS的独特之处在于，天然具备疫苗佐剂的潜力。研究发现，CIPS与病毒抗原（如病毒RBD蛋白）联合使用时，可显著提升抗原提呈相关基因的表达，增强树突状细胞和巨噬细胞的抗原提呈能力。在动物免疫实验中，CIPS与RBD联合免疫，诱导出显著高于传统铝佐剂的抗原特异性IgG抗体水平，并成功激发了针对SARS-CoV-2的中和抗体反应。RBD作为亚单位抗原通常免疫原性较弱，传统佐剂难以诱导有效的中和抗体。CIPS的成功应用，为结构受限或免疫原性弱的抗原疫苗开发提供了全新思路。

研究团队还对CIPS的生物安全性进行了系统评估。通过小鼠鼻内给药模型，CIPS在肺部引起的炎症反应可迅速恢复，28天内肺组织恢复正常结构，心、肝、脾、肾等主要器官未见明显病理改变。ICP-MS结果显示，CIPS在体内具有良好的清除特性，展现出理想的生物相容性。

综上，该研究在前期抗病毒工作的基础上，进一步揭示了CIPS通过促进巨噬细胞吞噬、增强树突细胞抗原提呈并激活体液免疫反应，从而实现从先天免疫到适应性免疫的功能拓展。这一工作不仅体现了纳米材料在抗感染领域的功能延伸，也为新型疫苗佐剂的设计提供了新的思路。

本研究工作，中国科学院深圳先进技术研究院（SIAT）李洋研究员，中山大学于鹏教授和SIAT张国芳副研究员为通讯作者，中国科学院深圳先进技术研究院（SIAT）为第一通讯单位，团队成员中奥联培博士研究生陈佳欣、张国芳副研究员和刘芳芳博士为论文第一作者。研究工作还得到了意大利Emanuele Andreano团队在抗体功能分析方面的重要支持，及中国科学院高能物理研究所王黎明研究员团队的支持。研究工作得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目的资助。

图1 CIPS通过CIPS依赖性细胞吞噬实现抗病毒与疫苗佐剂双重功能的工作机制示意图

论文信息：

CuInP2S6 Captures Virus for Viral Inhibition and Vaccine Adjuvanticity 

Jiaxin Chen, Guofang Zhang, Fangfang Liu, Xuejin Li, Su Li, Yingnan Liu, Cuiting Yang, Giulio Pierleoni, Haonan Li, Qi Li, Zhongda Li, Aldo Tagliabue, Yan-Zhong Chang, Liming Wang, Emanuele Andreano, Peng Yu, Yang Li 

DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c04910.

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smtd.202500953

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