微型雾化吸入器

9 月 18 日下午，陈薇院士团队徐俊杰研究员在杭州举办的中国药学大会上进行了题为「腺病毒载体疫苗的抗疫贡献与中国创新」的报告，在报告中首次披露了「2 针灭活+吸入」临床实验初步结果。　　雾化吸入疫苗是什么原理？　　我们先简单说一点关于雾化吸入疫苗的基础知识。　　康希诺疫苗是腺病毒载体疫苗，用的是 5 型腺病毒载体（Ad5），搭载新冠病毒 S 蛋白的全长基因，这一点是大家比较了解的，国内也有一些朋友已经接种过康希诺疫苗了。　　康希诺疫苗今年 2 月 25 日获批上市，截至今日，已经在国内外接种达数千万剂次。　　下图是全球四个已获批的腺病毒载体新冠疫苗。 同样一种疫苗，可以做成多种不同的接种形式。　　我们今天要讨论的并非大家熟知的肌注式康希诺疫苗，而是雾化吸入式康希诺疫苗。　　很多人听到雾化吸入，第一反应就是——不用打针。　　其实在我个人看来，不用打针倒是雾化吸入疫苗比较次要的一个优势，毕竟现在几种肌注疫苗也并不麻烦，在胳膊上扎一针就完了，而雾化吸入毕竟第一次在国内应用，因此可能要在接种点医生培训上花费更多精力。　　雾化吸入疫苗，最大的优势是在于诱导强大的黏膜免疫。　　虽然传统的疫苗也可以诱导出高水平的 IgG 抗体，但是这些抗体主要在下呼吸道提供保护，在上呼吸道（比如鼻黏膜）提供的保护远不如 lgA 抗体。　　雾化吸入疫苗可诱导黏膜免疫、细胞免疫和体液免疫三重保护，由于接种后疫苗直接进入呼吸道，其诱导的 lgA 分布于鼻腔、咽喉、肺部等位置的黏膜，可以更好地抵御流感、新冠等呼吸道传播病毒的感染。　此外，呼吸道定植 T 细胞也是黏膜免疫的重要组成部分，可以产生细胞因子并主动清除呼吸道被病毒感染的细胞。　　因此，在病毒入侵的第一道防线上预防感染和阻断传播，既是保护自己，也是保护身边的人。　　另外还有很重要的一点，IgA 的产生时间远快于 IgG，在鼻吸入 3 天之后呼吸道黏膜就能快速生成 IgA。　　按照现在主流两针法的灭活疫苗、mRNA 疫苗的研究结果，需要打完第二针 7～14 天，才能形成完全保护。　　这对于需要快速形成免疫保护的地区来说，至关重要。　　黏膜免疫：鼻喷还是吸入？　　在康希诺雾化吸入疫苗正式开始临床试验前，研究人员就在探讨几个问题：黏膜免疫疫苗相对于肌注疫苗有何优势？为了形成黏膜免疫，到底是鼻喷还是吸入好？　　动物实验结果告诉了我们答案。　　在小鼠中，单次免疫后 10 周肺洗液，无论是真病毒中和抗体和假病毒中和抗体水平，黏膜免疫组都高于肌注组。　　虽然两个组在小鼠肺洗液中均检测到了抗 S 蛋白特异性的 IgG 抗体，但抗 S 蛋白特异性的 IgA 抗体仅在黏膜免疫组中检出，也就是说，肌注的上呼吸道可能缺乏足够的 IgA 保护，更容易出现感染。　　而在食蟹猴中，吸入仅使用鼻喷 1/4 的剂量，但在 2 剂免疫后，雾化吸入组产生了约 10 倍于鼻喷组的抗体水平。接种 3 天后肺洗液中检测 IgA 抗体水平，吸入组显著高于鼻喷组。 因此，在人体临床试验上，康希诺选择了雾化吸入的接种方式。　　临床结果：异源序贯接种，安全性和免疫原性良好 　我们再来看看这次的试验结果。　　康希诺这次的临床试验，名为「雾化吸入异源序贯」，一共招募了 420 名志愿者，他们在 3～9 月前已经完成两剂灭活疫苗的接种。　　这 420 名志愿者以 140 人为一组，分别为：　　0.1mL 腺病毒载体疫苗组（低剂量雾化吸入）　　0.2mL 腺病毒载体疫苗组（高剂量雾化吸入）　　0.5mL 灭活疫苗（肌肉注射） 主要区别就是第三针接种的是原有的灭活，还是新的腺病毒载体疫苗。　　根据会上报告的初步结果显示：康希诺雾化吸入疫苗用于异源序贯接种时，安全性和免疫原性良好。　　安全性方面，最常见的不良反应有疲劳、发热和口干等。　　免疫原性方面，以 0.1 或 0.2mL 雾化吸入剂量序贯接种后均可诱导高水平的 S-RBD IgG 抗体和 T 细胞反应。　　在接种后第 21天，无论是哪个剂量的雾化吸入组，其 IgG 水平都远高于第三针打肌注灭活疫苗，两者的 IgG 滴度（4624 & 6175）分别是灭活第三针后（670）的 7～9 倍。在不同变异体的研究当中，雾化吸入序贯可获得针对原型株、Alpha、Beta、Gamma、Delta 株的高效中和抗体。　　研究人员同时检测了接种后的细胞免疫应答，在序贯接种后均可诱导较强的细胞免疫，加强接种用雾化吸入比灭活疫苗更有优势，前者的几个关键的细胞免疫应答（IFN-γ、IL-2、IL-13）比后者高得多。　　实际上，这不完全是雾化吸入的优势，更多是腺病毒载体疫苗本身的优势。　　由于腺病毒载体疫苗更接近自然感染，有胞内过程，因此诱导的细胞免疫会通常比没有胞内过程的灭活疫苗强大很多。　　整体来说，相较于加强接种使用灭活疫苗来说，使用康希诺雾化吸入疫苗进行异源序贯接种更有优势。　　此外，根据研究人员另外一项已经发在medRxiv上的预印本论文，在使用康希诺肌注疫苗进行异源序贯接种时，同样展现出和雾化吸入相似的效果。　　下面是 4 种不同的序贯接种方案最后一针 14 天后的中和抗体水平（活病毒）。　　两针灭活+一针康希诺，197　　两针灭活+一针灭活，34　　一针灭活+一针康希诺，54　　一针灭活+一针科兴，13　　结果表明，接种第二剂灭活疫苗 3～6 个月后，使用腺病毒载体疫苗加强产生的中和水平比使用灭活疫苗高了 6 倍左右。　　总体来说，三针的中和抗体水平优于两针，Th1 反应（检测 IFN-γ）更强，灭活+腺病毒载体的异源接种的这两个指标也优于纯灭活的同源接种。　　写在最后　　截至日前，已有至少 6 个国家和地区采用「异源序贯免疫」作为加强策略，均以 mRNA 疫苗或腺病毒载体疫苗作为加强针，用以加强完成 mRNA、腺病毒或灭活疫苗者。　　从接种形式来说，康希诺的雾化吸入疫苗是目前最接近新冠病毒自然感染的，其在上下呼吸道诱导黏膜免疫是最大优势，这也是其他几种类型疫苗缺乏的。　　不过，作为一种新型技术疫苗，康希诺的雾化吸入疫苗仍然也会遇到一些挑战，比如产能是否可以满足大规模序贯接种的要求，比如这种接种方式是否方便基层普及等等，这些问题随着研究的深入以及工艺的改进，在将来我们会获得更明确的答案。　　随着像 Delta 这样的变异体出现，以及疫苗接种后中和抗体水平随着时间推移而下降，加强接种成了摆在许多国家面前的一个重要问题。　　还是之前说的那句话，无论何种新冠疫苗，最终的考核都是临床试验，尤其是真刀真枪的 III 期临床试验。　　唯有更多的临床研究，才能更好指导疫苗的实际运用。

近日，在2021浦江创新论坛全体大会上，中国工程院院士、军事科学院研究员陈薇透露，其团队与康希诺合作研发的吸入式重组新冠病毒疫苗（腺病毒载体），已经获得了国家药监局扩大临床的批件，目前正在申请紧急使用授权。吸入式新冠疫苗，有何不同？雾化吸入式疫苗只需针剂疫苗的五分之一的剂量，且不用一瓶一瓶装，可有效解决疫苗瓶子的瓶颈问题。同时，减少疫苗用量意味着，1个剂量未来可以变成5个剂量，相当于在疫苗产能不变的情况下，实际供应量变成了原来的5倍，有望降低疫苗接种的成本，提高疫苗的可及性。所谓雾化吸入免疫，即采用雾化器将疫苗雾化成微小颗粒，通过呼吸吸入的方式进入呼吸道和肺部，从而激发黏膜免疫。吸入式疫苗就是通过口腔、鼻腔等黏膜部位给药，刺激鼻腔黏膜和呼吸道黏膜产生免疫反应的疫苗类型。相较注射式疫苗形成的体液免疫、细胞免疫，吸入式疫苗还可形成黏膜免疫，这三重免疫是最理想的状态。新冠病毒的感染部位是人体的呼吸道黏膜系统，如果能够建立起呼吸道黏膜的免疫屏障，对于预防病毒传播感染，将是一种非常有效的防控措施。粒度控制对吸入式疫苗免疫效果至关重要雾化吸入剂要发挥治疗作用，必须有效沉积到鼻腔或者呼吸道和肺部。雾化颗粒粒径是影响肺部沉积性能的主要因素，粒径的大小直接影响吸入颗粒在肺部沉积的位置和分布情况。对于吸入式新冠疫苗，需要控制其雾化形成的雾滴粒径大小，粒度测试是吸入式新冠疫苗研发和质量控制中不可缺少的重要环节。中国药典规定，吸入制剂中原料药物粒度大小通常应控制在10μm以下，其中大多数应在5μm以下；吸入制剂的雾滴（粒）大小，在生产过程中可以采用合适的显微镜法或光阻、光散射及光衍射法进行测定。其中，激光衍射法具有测量速度快、粒级分级多，准确度和重复性好，且操作简便等优点，是目前应用最广泛的粒度测试方法，是雾化吸入制剂研发和生产过程中进行快速的处方筛选、装置评价和质量控制的理想方法。吸入式新冠疫苗仍采用腺病毒载体的疫苗的生产路线，吸入式腺病毒载体疫苗与年初获得附条件批准上市的注射式腺病毒载体疫苗，在毒种、细胞库、原液生产工艺、制剂生产工艺、制剂配方等均相同。因此，吸入式新冠疫苗一旦获得使用授权，可立即进行大规模生产，助力全球疫情防控。而吸入式疫苗的大规模生产，也将为激光粒度仪生产厂商带来商机，激光粒度仪仪器厂商应抢占先机，乘势而为。吸入式雾化颗粒粒度表征解决方案近日，针对吸入式疫苗雾化颗粒粒度表征，多家激光粒度仪厂商纷纷推出详细解决方案，助力吸入式新冠疫苗研发。欢迎其他相关厂商补充完善。1、马尔文帕纳科马尔文帕纳科 Spraytec 实时高速喷雾粒度仪是专为鼻喷和吸入制剂设计的粒径分析仪。0.1-2000μm的超宽动态测量范围和最高10 kHz 超高采样频率，能够产生 100 微秒时间间隔的粒径大小分布，通过实时记录喷雾粒径随时间变化的过程对雾化和分散的动态过程进行精确分析。Spraytec实时高速喷雾粒度仪2、德国新帕泰克 德国新帕泰克 HELOS & INHALER 激光衍射粒度仪，专门针对干粉吸入剂DPI、定量吸入气雾剂MDI、雾化吸入溶液Nebulizer、柔雾剂Soft mist和喷雾器分析开发的粒径分析仪。能够实现在 0.25 - 1750μm 范围内的粒度测量。采用新帕泰克专业的人工喉管以及泵系统完美连接，确保吸入测试条件符合要求，并且通过适配器可与各种不同的吸入装置适配，广泛应用于气雾剂装置的开发与评估、处方研究的粒度分析等。HELOS & INHALER 气雾激光粒度仪3、麦奇克AEROTRAC II 能应用于不同的领域，包括来自喷嘴的液滴、雾化器、杀虫剂、护肤液、加湿器、喷雾分离器、粉体涂料和不同的粉体。AEROTRAC II 光学系统的优势是具有非常宽的测量空间，并且提供多种类型的测量，提供不同的附件以适合不同客户的应用。Microtrac 喷雾粒度分析仪AEROTRAC II4、济南微纳颗粒济南微纳颗粒仪器股份有限公司研究开发的Winner311XP喷雾激光粒度分析仪能够对雾化液滴、烟雾、油雾等雾滴颗粒的粒度分布进行快速准确的测试分析并给出测试报告。Win311XP喷雾激光粒度仪是以Mie散射为原理，可以对各种小型喷雾装置进行测试，融和了济南微纳多种研发技术，外观小巧，能很好地对小型喷雾粒度进行测试，并实现数据的快速采集，能够可靠地在喷雾过程中实时连续测量雾化液滴的粒度分布，1分钟内即可完成测量，并提供详细的数据报告。能够有效指导生产厂家进行成品检验和科技研发。Winner311XP喷雾激光粒度分析仪更多请查看激光粒度仪专场：https://www.instrument.com.cn/zc/470.html

吸入雾化技术的主要优点在于其高效性、低副作用及易操作性。该技术通过雾化装置将药物转化为微小颗粒，使动物能够轻松吸入，直达病灶，从而快速发挥药效。同时，由于药物直接作用于呼吸道，减少了全身用药可能带来的副作用。此外，雾化治疗操作简便，适用于多种呼吸道疾病，为精准医疗提供了便捷有效的治疗手段。2024年2月份，3月份，7月份多篇动物吸入雾化研究登上《Nature Communications》。（一）Inhalable cardiac targeting peptide modified nanomedicine prevents pressure overload heart failure in male mice本文创新之处主要包括以下几个方面：1. 新型纳米药物设计：开发了一种心脏靶向肽（CTP）修饰的钙磷酸盐（CaP）纳米粒子，用于输送选择性PDE10A抑制剂TP-10，这是一种新型的药物载体设计。2. 靶向递药系统：通过CTP修饰，实现了药物在心力衰竭病理状态下对心肌细胞和成纤维细胞的特异性靶向，提高了药物的心脏积累和治疗效果。3. 吸入式给药途径：利用吸入式给药方式，药物通过肺部快速吸收进入全身循环，提高了药物在心脏的积累速度和效率，这是一种非侵入性且有效的药物递送方法。4. 低剂量高效治疗：研究表明，低剂量的吸入药物（2.5 mg/kg/2天）就能发挥良好的治疗效果，减少了长期治疗所需的药物剂量，可能降低副作用。5. 长期治疗的生物安全性：通过长期吸入治疗的生物安全性评估，证明了该纳米药物在肺部的安全性，为长期临床应用提供了重要依据。6. 信号通路调节作用：揭示了TP-10@CaP-CTP纳米粒子通过cAMP/AMPK和cGMP/PKG信号通路对心肌细胞和心脏成纤维细胞的治疗作用，为心力衰竭的分子机制提供了新的见解。7. 心力衰竭治疗的新策略：这项研究提供了一种新的心力衰竭治疗策略，有望改善现有治疗方法的局限性，为患者提供更为有效和安全的治疗选择。（二）AAV-delivered muscone-induced transgene system for treating chronic diseases in mice via inhalation本文创新之处主要包括以下几个方面：1. 新型基因治疗系统：开发了一种基于腺相关病毒（AAV）载体的基因治疗系统（AAVMUSE），利用小鼠嗅觉受体（MOR215-1）和合成的cAMP响应启动子（PCRE）来实现对治疗基因表达的控制。2. 嗅觉受体介导的基因表达调控：利用G蛋白偶联的小鼠嗅觉受体MOR215-1，通过与麝香酮（muscone）结合来激活cAMP信号通路，从而启动治疗基因的表达。这种方法提供了一种非侵入性的基因表达调控手段。3. 吸入式给药方式：通过吸入麝香酮来远程、剂量依赖性地控制基因表达，这种方法避免了传统的注射给药方式，提供了一种更为便捷的治疗手段。4. 长期可控的基因表达：AAVMUSE系统能够在小鼠体内实现长达20周的基因表达控制，这对于需要长期治疗的慢性疾病具有重要意义。5. 治疗慢性疾病的应用：将AAVMUSE系统应用于治疗非酒精性脂肪肝病（NAFLD）和过敏性哮喘两种慢性炎症性疾病，展示了其在实际疾病治疗中的潜力。6. 安全性和耐受性：研究表明，AAVMUSE系统在小鼠体内的基因表达调控具有良好的安全性和耐受性，未引起显著的细胞毒性或免疫反应。7. 多细胞类型和器官的适用性：AAVMUSE系统在多种细胞类型（如肝细胞和肺细胞）和器官中均显示出有效的基因表达调控能力，表明其具有广泛的应用前景。8. 治疗蛋白的动态调控：通过一次性注射AAVMUSE系统，结合吸入麝香酮，实现了治疗蛋白（如ΔhFGF21和ΔmIL-4）的动态调控，为精准医疗提供了新的策略。（三）Inhalation of ACE2-expressing lung exosomes provides prophylactic protection against SARS-CoV-2本文创新之处主要包括以下几个方面：1. ACE2表达的肺外泌体（LSC-Exo）：研究团队利用表达ACE2的肺球状细胞（LSC）衍生的外泌体作为预防性保护剂，通过吸入的方式提供针对SARS-CoV-2的保护。这是一种新颖的方法，利用人体自身的细胞和分子机制来对抗病毒感染。2. 吸入式给药：通过吸入LSC-Exo的方式，实现了药物在肺部的沉积和生物分布，这种方法模拟了病毒感染的自然途径，可能更有效地在病毒感染的初始阶段提供保护。3. 体外和体内实验的结合：研究不仅在体外细胞实验中验证了LSC-Exo对SARS-CoV-2的中和作用，还在小鼠和叙利亚仓鼠模型中进行了体内实验，证明了其在预防和治疗SARS-CoV-2感染中的有效性。4. 对多种SARS-CoV-2变种的中和作用：LSC-Exo不仅对原始SARS-CoV-2毒株有效，还对D614G和B.1.617.2（Delta）变种显示出中和作用，这表明其可能对现有和新出现的病毒变种具有广泛的保护效果。5. 减少病毒载量和肺损伤：在叙利亚仓鼠模型中，LSC-Exo治疗显著减少了SARS-CoV-2引起的疾病和病毒载量，减轻了肺部炎症和纤维化，这为COVID-19的治疗提供了新的策略。6. 安全性评估：研究评估了LSC-Exo的长期安全性，未发现显著的免疫反应或副作用，这为临床应用提供了重要的安全性数据。7. 潜在的临床应用：这项研究展示了LSC-Exo作为一种日常预防药物的潜力，可能简化针对多种SARS-CoV-2变种的抗病毒治疗策略。8. 分子机制的探索：通过RNA测序分析，研究揭示了LSC-Exo在减轻SARS-CoV-2感染引起的免疫反应和氧化应激中的作用机制，为理解其治疗作用提供了分子层面的见解。2013年成立的北京元森凯德生物技术有限公司（YSKD），其自主研制的动物雾化吸入给药系列装置（气管肺部直接递送喷雾针，口鼻式吸入暴露，全身雾化给药仪，粉尘/液体/烟气气溶胶发生器等）可以应用在以下几个方面： 许多人类疾病难以直接在人体上进行深入研究，因此科学家利用动物建立疾病模型，模拟疾病的发生和发展过程。这些模型不仅有助于揭示疾病的病因、病理机制，还为寻找新的治疗方法提供了可能。通过动物呼吸疾病模型，研究人员可以观察和分析生物体在不同条件下的反应，从而揭示生命的基本规律。新药研发过程中，动物实验是不可或缺的环节。吸入型药物在进入临床试验前，需要在动物身上进行毒性测试、药效评估等，以确保其安全性和有效性。此外，动物吸入暴露实验还有助于确定药物的剂量、给药途径等关键参数。动物吸入暴露实验也被用于评估环境因素对人类健康的影响。例如，通过给动物暴露于特定的环境污染物中，观察其生理、生化及行为等方面的变化，可以推断这些污染物对人类健康可能产生的危害。用户案例：中日医院呼吸病学研究中心/中日友好临床医学研究所，北京中医药大学，中国药科大学，沈阳药科大学，复旦大学，浙江大学，四川大学，中南大学湘雅医学院等