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傳統疫苗可分為四種類型，即減毒活疫苗、滅活疫苗、亞基疫苗、重組疫苗、多糖疫苗和結合疫苗以及類毒素疫苗。雖然這些疫苗中有許多在控制傳染病方面發揮著重要作用，但有些疫苗并不能提供很好的疾病防護，而且很多傳染病都沒有獲得許可的疫苗。而且，也有安全問題困擾著我們。比如，在社會上免疫功能低下的人群中使用一些活疫苗是很危險的。重組疫苗或多糖疫苗比許多現有疫苗更安全，更明確，反應性更低，但通常是較差的免疫原。這就是為什么我們需要佐劑來提高它們的功效。鋁基佐劑是最常用的佐劑，但有一個局限性，即它們可能會誘導局部反應，并且可能無法產生強大的細胞介導免疫。因此，科學家們更加注重為下一代疫苗開發新型佐劑和遞送系統。
納米顆粒（NPs）是一種新型的、有較好應用前景的疫苗遞送載體。疫苗抗原可以被封裝到NP中或偶聯到NP表面（圖 1）。因此，NP是遞送那些在注射時迅速降解或可以誘導短暫的局部免疫反應的抗原的理想選擇。此外，由某些復合材料制成的NPs不僅可以進行抗原的定點遞送，而且可以延長抗原的釋放時間。
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圖 1：納米載體結構示意圖
到目前為止，許多可生物降解或生物相容性的NPs在改善抗原特異性免疫反應方面顯示出很大的希望，如聚合物顆粒、殼聚糖、金或銀顆粒和磁性顆粒。這些
NPs的特點及其在疫苗制劑中的用途討論如下。聚合物顆粒聚合顆粒用于包裹抗原，有助于防止抗原降解并控制抗原的緩釋。聚乳酸-羥基乙酸（PLGA）、聚D -l -丙交酯（PLA）和聚鄰位酯（POE）是應用最廣泛的粒徑超過200納米的聚合物顆粒。這些顆粒是可生物降解或生物相容性的，并已被批準用于人體。盡管聚合物顆粒能夠包封大尺寸的藥物并通過偶聯到合適的官能團來改善攝取和靶向，但它們在包封、儲存和釋放過程中也存在抗原穩定性問題。
殼聚糖納米粒子
殼聚糖是從甲殼類動物殼中提取的幾丁質中提取的線型多糖。由于其多陽離子性、可生物降解性、生物相容性、黏附性以及易于物理和化學修飾，已被用作藥物遞 送基質。殼聚糖可以很容易地與其他聚合物連接，包括聚乙二醇（PEG），三聚磷 酸酯（TPP）或PLGA，形成殼聚糖納米顆粒，增強蛋白質或抗原負載。由于其天然帶正電荷，殼聚糖很容易封裝帶負電荷的DNA，因此殼聚糖也是DNA疫苗遞送的理想選擇。此外，其固有的黏附性有利于多肽和蛋白質跨越粘膜屏障的運輸，為通過口腔和鼻腔途徑遞送抗原提供了優勢。
生物相容性的納米粒子
乳膠、金、二氧化硅或聚苯乙烯顆粒是不可降解的，但具有生物相容性，并已成功地用作抗原載體和佐劑。由于這些顆粒存在于組織中，并為持續刺激提供抗原儲存庫，因此與這些顆粒偶聯的抗原可誘導長期免疫反應性。研究表明，盡管聚苯乙烯納米顆粒會逐漸從肺部清除，但在注入一個月后，它們仍然可以被檢測到。此外，金納米顆粒可以通過促進Th1和Th2反應來提高DNA疫苗接種的效率。同時，二氧化硅納米顆粒也在基礎研究和臨床試驗中被用作基因傳遞載體。
磁性納米顆粒
磁性納米顆粒作為一種很有前途的藥物，已被用于許多生物醫學應用，如磁共振成像、靶向藥物遞送和疫苗載體。這些顆粒具有不同的形式，包括球形、棒狀、空心和核殼狀。最近，科學家在體外合成了超順磁性氧化鐵納米顆粒/聚乙烯亞胺（SPIONs/PEI）聚合物復合物，以增強瘧疾DNA疫苗（MSP1-19）在真核細胞中的凝聚和遞送。結果顯示，在外部磁場下，MSP1-19的表達量顯著增加（圖 2）。此外，復合物的細胞毒性與脂質體2000的基準非病毒試劑相當。
圖2：SPIONs/PEI-A/DNA多聚體在基因轉染過程中施加或不施加磁場和脂質體2000試劑產生的PyMSP1-19的密度測定結果。實驗至少進行了三次重復。
盡管各種各樣的納米顆粒已被開發并用作遞送載體或免疫增強劑，但納米顆粒在疫苗遞送中的應用仍處于早期發展階段。仍然存在許多挑戰：1）難以重復合成具有一致和理想性質的非聚集納米顆粒；2）我們仍然缺乏對納米粒子的物理性質如何影響其生物分布和靶向的基本理解；3）我們應該更多地了解這些特性如何影響它們與生物系統的相互作用，從細胞水平到組織，再到整個身體。通過解決這些問題，納米顆粒的新型疫苗系統將在不久的將來變得更加實用。
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