传统疫苗可分为四种类型，即减毒活疫苗、灭活疫苗、亚基疫苗、重组疫苗、多糖疫苗和结合疫苗以及类毒素疫苗。虽然这些疫苗中有许多在控制传染病方面发挥着重要作用，但有些疫苗并不能提供很好的疾病防护，而且很多传染病都没有获得许可的疫苗。而且，也有安全问题困扰着我们。比如，在社会上免疫功能低下的人群中使用一些活疫苗是很危险的。重组疫苗或多糖疫苗比许多现有疫苗更安全，更明确，反应性更低，但通常是较差的免疫原。这就是为什么我们需要佐剂来提高它们的功效。铝基佐剂是最常用的佐剂，但有一个局限性，即它们可能会诱导局部反应，并且可能无法产生强大的细胞介导免疫。因此，科学家们更加注重为下一代疫苗开发新型佐剂和递送系统。
纳米颗粒（NPs）是一种新型的、有较好应用前景的疫苗递送载体。疫苗抗原可以被封装到NP中或偶联到NP表面（图 1）。因此，NP是递送那些在注射时迅速降解或可以诱导短暂的局部免疫反应的抗原的理想选择。此外，由某些复合材料制成的NPs不仅可以进行抗原的定点递送，而且可以延长抗原的释放时间。
图 1：纳米载体结构示意图
到目前为止，许多可生物降解或生物相容性的NPs在改善抗原特异性免疫反应方面显示出很大的希望，如聚合物颗粒、壳聚糖、金或银颗粒和磁性颗粒。这些
NPs的特点及其在疫苗制剂中的用途讨论如下。聚合物颗粒聚合颗粒用于包裹抗原，有助于防止抗原降解并控制抗原的缓释。聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）、聚D -l -丙交酯（PLA）和聚邻位酯（POE）是应用最广泛的粒径超过200纳米的聚合物颗粒。这些颗粒是可生物降解或生物相容性的，并已被批准用于人体。尽管聚合物颗粒能够包封大尺寸的药物并通过偶联到合适的官能团来改善摄取和靶向，但它们在包封、储存和释放过程中也存在抗原稳定性问题。
壳聚糖纳米粒子
壳聚糖是从甲壳类动物壳中提取的几丁质中提取的线型多糖。由于其多阳离子性、可生物降解性、生物相容性、黏附性以及易于物理和化学修饰，已被用作药物递 送基质。壳聚糖可以很容易地与其他聚合物连接，包括聚乙二醇（PEG），三聚磷 酸酯（TPP）或PLGA，形成壳聚糖纳米颗粒，增强蛋白质或抗原负载。由于其天然带正电荷，壳聚糖很容易封装带负电荷的DNA，因此壳聚糖也是DNA疫苗递送的理想选择。此外，其固有的黏附性有利于多肽和蛋白质跨越粘膜屏障的运输，为通过口腔和鼻腔途径递送抗原提供了优势。
生物相容性的纳米粒子
乳胶、金、二氧化硅或聚苯乙烯颗粒是不可降解的，但具有生物相容性，并已成功地用作抗原载体和佐剂。由于这些颗粒存在于组织中，并为持续刺激提供抗原储存库，因此与这些颗粒偶联的抗原可诱导长期免疫反应性。研究表明，尽管聚苯乙烯纳米颗粒会逐渐从肺部清除，但在注入一个月后，它们仍然可以被检测到。此外，金纳米颗粒可以通过促进Th1和Th2反应来提高DNA疫苗接种的效率。同时，二氧化硅纳米颗粒也在基础研究和临床试验中被用作基因传递载体。
磁性纳米颗粒
磁性纳米颗粒作为一种很有前途的药物，已被用于许多生物医学应用，如磁共振成像、靶向药物递送和疫苗载体。这些颗粒具有不同的形式，包括球形、棒状、空心和核壳状。最近，科学家在体外合成了超顺磁性氧化铁纳米颗粒/聚乙烯亚胺（SPIONs/PEI）聚合物复合物，以增强疟疾DNA疫苗（MSP1-19）在真核细胞中的凝聚和递送。结果显示，在外部磁场下，MSP1-19的表达量显著增加（图 2）。此外，复合物的细胞毒性与脂质体2000的基准非病毒试剂相当。
图2：SPIONs/PEI-A/DNA多聚体在基因转染过程中施加或不施加磁场和脂质体2000试剂产生的PyMSP1-19的密度测定结果。实验至少进行了三次重复。
尽管各种各样的纳米颗粒已被开发并用作递送载体或免疫增强剂，但纳米颗粒在疫苗递送中的应用仍处于早期发展阶段。仍然存在许多挑战：1）难以重复合成具有一致和理想性质的非聚集纳米颗粒；2）我们仍然缺乏对纳米粒子的物理性质如何影响其生物分布和靶向的基本理解；3）我们应该更多地了解这些特性如何影响它们与生物系统的相互作用，从细胞水平到组织，再到整个身体。通过解决这些问题，纳米颗粒的新型疫苗系统将在不久的将来变得更加实用。
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