类病毒颗粒(VLPs)是一种复杂的纳米级生物分子结构,它们模仿了天然病毒的形态和结构组织,但不含有病毒遗传物质[1]。因此,它们是非传染性的且无法复制,属于一种特殊的超分子组装体[2]。VLPs由一种或多种结构病毒蛋白组成,这些蛋白具有自组装成直径20-200纳米颗粒的能力[3][4]。这种自组装的结果是表面形成了重复的高密度表位阵列,这是其免疫原性的重要特征[5]。
VLPs的出色免疫原性是它们至关重要的原因[1]。它们与真实病毒的相似结构使它们能够被抗原呈递细胞(包括树突状细胞和巨噬细胞)有效摄取[4]。重要的是,它们的颗粒性质和重复的表面几何结构能够强烈刺激体液免疫反应,从而产生强效且常常具有中和作用的抗体[5]。此外,它们足够小,可以高效地被输送到淋巴结,并能够与B细胞受体交联,从而引发强大的T细胞独立免疫反应[5][6]。大量VLPs还能通过病原体相关分子模式(PAMPs)自然激活先天免疫系统,因此它们本身就起到了佐剂的作用,从而在没有感染因子的情况下引发强烈、广泛且持久的免疫反应[7]。
尽管VLPs最初和最成熟的应用是在预防性疫苗开发中,但它们的作用远不止于此[1]。它们是理想的、可编程的纳米平台,具有明确的架构和生物相容性,适用于多种生物医学应用[8]。通过基因融合或化学偶联,可以对其表面进行工程改造以展示多种抗原、靶向配体或功能基团[9]。它们可以装载治疗性载荷,如化疗药物、核酸(siRNA、mRNA、CRISPR-Cas系统)或用于成像[10]。这种非凡的适应性使VLPs成为靶向药物递送、精准癌症治疗、基因编辑和诊断纳米设备等先进领域的领先技术[11]。
VLP技术的快速发展要求对这一领域进行全面总结,包括其原理、最具创新性的应用以及未来仍需解决的转化问题。本文将尝试提供对VLP领域的全面概述。我们将首先介绍用于生成VLP的不同生产系统及其优缺点,然后探讨扩展其功能性的先进工程策略。随后,我们将回顾VLP从传统疫苗应用向新型治疗和诊断应用的进展。最后,我们将批判性地分析临床转化和监管批准中的最大挑战,并展望这项变革性技术的未来,以释放其全部潜力。