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Respiratory mucosal vaccines: Applications, delivery strategies and design considerations - 20/07/25

Doi : 10.1016/j.biopha.2025.118326 
Tingting Shi a, 1, Yuqing Ye a, b, d, 1, Ziyi Fan a, Qingliang Yang c, Ying Ma a, d, Jesse Zhu a, e,
a Biomedical Engineering, University of Western Ontario, London, Ontario N6A 5B9, Canada 
b Nottingham Ningbo China Beacons of Excellence Research and Innovation Institute, The University of Nottingham Ningbo China, Ningbo 315100, China 
c College of Pharmaceutical Science, Research Institute of Pharmaceutical Particle Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China 
d Suzhou Inhal Pharma Co., Ltd., Suzhou 215125, China 
e Eastern Institute of Technology, Ningbo 315200, China 

Correspondence to: School of Chemical and Biomolecular Engineering, Estern Institute of Technilogy, Ningbo, Zhejiang, 315200 China.School of Chemical and Biomolecular Engineering, Estern Institute of TechnilogyNingboZhejiang315200China

Abstract

Respiratory mucosal vaccines represent a groundbreaking and promising route to trigger both local and systemic immune responses by mimicking the natural cause of infection, offering great potential for fighting against pathogens and limiting their transmission at entry sites, particularly effective for infectious diseases like Influenza virus and Coronavirus. In this article, we provide a comprehensive overview of recent advance and current landscape of vaccines by mucosal routes, with an emphasis on their design, engineering, and delivery mechanisms across various vaccine platforms. Particular attention is given to the emerging advanced technologies, exosome and lipid nanoparticle vaccine delivery systems. The critical design considerations of mucosal vaccines are highlighted for engineering safe and efficacious mucosal vaccines, proving meaningful insights on the engineering of safe and effective mucosal vaccines. We foresee a promising future for respiratory mucosal vaccines in their translation into clinical applications, ultimately bringing benefits to human individuals.

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Graphical Abstract




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Highlights

Respiratory mucosal vaccines induce tripartite immune protection.responses.
Respiratory mucosal vaccines limit pathogen transmission at the primary site of entry.
Advanced delivery vectors, including both viral and non-viral systems, are thoroughly discussed.
Critical design considerations for respiratory mucosal vaccine development are highlighted.

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Keywords : Respiratory mucosal vaccines, Immune responses, Mucosal immunization routes, Vaccine delivery strategies, Vaccine design consideration


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