尼帕病毒作为一种高度致命的传染病原，其感染后死亡率高达75%，且目前尚无获批的针对性治疗或疫苗。因此，全球卫生组织将尼帕病毒列为具有潜在大流行风险的重要病毒之一。面对这一挑战，传统疫苗研发周期漫长，制约了快速应对新发病毒的能力。为了突破这一瓶颈，康奈尔大学和西北大学的科研团队联合开发出一种创新性的快速无细胞疫苗组装平台，这一技术不仅极大缩短了疫苗制备时间，同时保留了疫苗对病毒结构的高度模拟能力，展现出极佳的应用前景。此研究成果于2025年发表在ACS Nano期刊上，引起疫苗研发领域的广泛关注。该平台摒弃了传统依赖活细胞表达蛋白的限制，通过体外无细胞蛋白合成系统，利用从细胞中提取的蛋白质合成机械，在数小时内即可生产并折叠病毒的膜蛋白。
病毒膜蛋白随后被直接整合入合成脂质体形成的脂质泡中，这些脂质泡模拟病毒粒子的外观和结构，成功制造出病毒样颗粒疫苗候选物。整个过程无需依赖细胞培养，极大简化了生产工艺，提升了生产效率，同时降低了对冷链和复杂基础设施的依赖，尤其适合资源有限地区快速部署疫苗。研究焦点是尼帕病毒两种关键的膜蛋白：NiV F和NiV G。NiV F蛋白负责病毒与宿主细胞融合，NiV G蛋白则促进病毒附着。团队通过去除NiV F蛋白中不必要的胞内定位信号序列，提升了蛋白在无细胞系统中的表达和脂质泡整合率。此外，研究还对脂质泡的组成进行了优化，添加了磷脂乙醇胺、磷脂丝氨酸等成分，使脂质膜更具流动性与柔韧性，从而促进膜蛋白的正确折叠和稳定存在。
为了增强免疫激活效果，科研团队在脂质泡中加入了脂质A，这是一种天然的免疫刺激剂。小鼠免疫试验表明，携带NiV G和NiV F蛋白以及脂质A的脂质泡能够诱导更强的抗体反应，特别是NiV G蛋白表现出更为显著的免疫原性，成为疫苗设计中更为关键的抗原靶点。该技术的最大亮点在于其极高的定制灵活性，研究者可以针对不同病毒蛋白及脂质成分进行快速组合与筛选，量身打造理想的疫苗配方。这种“模块化”的设计理念不仅提升了疫苗开发的速度，还使得后续的免疫机制研究更加精确和高效。团队成员Daniel强调，“无细胞平台消除了对活细胞环境苛刻条件的依赖，生产过程更加简化灵活，显著加快了疫苗从设计到制备的转化速度。”在当今以及未来可能爆发的各类病毒威胁面前，开放性、快速反应的疫苗生产技术尤为关键。
这一平台不仅应用于尼帕病毒，更具备广泛适用性。它可被扩展至多种其他高风险病毒疫苗开发，甚至未来肿瘤治疗疫苗的设计。传统疫苗多依靠活病毒灭活、减毒或重组蛋白表达，制作周期长，且对生产环境要求较高。相比之下，无细胞蛋白合成系统利用细胞的基础机械装置，去除生命体复杂调控，直接在体外表达蛋白，速度快且过程可控。疫苗颗粒以脂质体形式出现，模拟病毒天然粒子的构型，能够更有效地被免疫系统识别和激活免疫反应。全球疫苗接种策略受制于冷链物流和复杂生产设施，尤其在发展中国家和医保资源受限地区更为明显。
无细胞平台对温度和设备依赖性较低，未来更便于实现本地化快速生产，进而推动疫苗公平分配，缩小国际公共卫生资源差距。研发团队表示，新方法源于对新冠疫情期间疫苗开发经验的反思。COVID-19疫情中，无法预计的病毒变异和初期科研空白显示出传统疫苗研制面对未知病毒的延时风险。他们强调，“需要构建一种能够快速启动和高效筛选的疫苗设计平台，以便对未来突发病原体实现动态应对。”目前，基于无细胞系统的膜蛋白疫苗原型正在进入进一步的临床前研究阶段，期望其在未来能够成为控制尼帕病毒及类似高危病毒暴发的重要武器。展望未来，该平台不仅有助于应对病毒突变和新发病原体，还可能推动个性化免疫治疗的发展，促使疫苗设计从传统的“一刀切”走向更加精准和多样化。
综上所述，无细胞快速疫苗组装平台标志着疫苗研发领域的一次重要技术革命。它整合了蛋白合成生物技术与纳米医学脂质体技术，既提供了结构上接近病毒的免疫原，也提升了生产的灵活性和速度。面对全球 疫情防控的巨大挑战，这一创新平台为加快新疫苗从设计到应用的路径提供了坚实基础，对推进公共卫生安全和全球疫苗公平具有里程碑意义。随着这一技术的不断优化与推广，未来各类病毒性疾病乃至癌症的疫苗开发将迎来更为光明和高效的新纪元。
