金贝体育『中国』官方APP免费下载金贝体育『中国』官方APP免费下载
您当前位置：
艾滋、流感、新冠、金贝体育官方猴痘等新发突发传染病频频暴发，严重影响全球社会经济和公共卫生。金贝体育官方疫苗接种是对抗传染病的最具经济效益比的科学技术。大多数病原体主要通过呼吸道、生殖道、胃肠道等黏膜表面感染机体，因此新一代疫苗应具有高效诱发黏膜免疫应答的能力。然而，目前临床使用的疫苗大多通过肌肉注射给药，其诱发黏膜免疫应答的能力较弱，且需苛刻的冷链条件进行运输和储存。此外，肌肉注射带来的疼痛等不适感也使得部分人因针头恐惧而不愿接种，从而加强疫苗犹豫现象（Fron. Public Health, 2023）。
迄今为止，疫苗接种在控制（消灭）传染病中的最成功案例是在全球彻底消灭呼吸道传播的天花病毒。只需皮肤划痕接种一剂天花疫苗就可获得几乎100%的终生免疫保护，然而其机制尚不清楚。中山大学孙彩军教授团队及合作者受此启示，提出科学设想——可否研发出兼顾皮肤接种高效诱导免疫应答但又不必粗暴“皮肤划痕”的新型疫苗接种方式？研究表明，微针载药递送系统具有常温储存、无痛、可自主给药金贝体育官网、使用便捷等诸多优点，但尚无证据表明微针递送系统可否用于研发新型黏膜疫苗。
为探究该科学问题，该团队通力合作研发出一种新型微针纳米疫苗技术。孙彩军团队前期工作表明寡聚壳聚糖（COS）分子可在纳米尺度上修饰病毒载体疫苗，自组装成纳米颗粒，并有效诱发高水平的黏膜免疫应答 （Biomaterials, 2021）。基于此，为提升微针疫苗诱发黏膜免疫应答的能力，研究团队利用COS和DNA自组装成纳米颗粒疫苗（DNA@COS），DNA@COS颗粒比单独的DNA疫苗在哺乳动物细胞中的转染效率、摄取水平和溶酶体逃逸能力都得到显著提升，从而有助于其持久高水平地表达目的蛋白。随后，将DNA@COS纳米颗粒疫苗装载到可溶性微针针头，得到新型微针黏膜疫苗贴片金贝体育官网。该微针贴片的力学参数良好，可有效进入小鼠背部皮肤。体内外实验数据表明，该微针针尖可在20秒内完全溶解并释放出其中的DNA@COS纳米颗粒，且这些纳米疫苗仍保留先前的生化特征和表达活性。利用体内成像技术，证明该微针贴片可在体内高效持久表达目的抗原，且递送效率达88%以上。更重要地是，该微针贴片疫苗在室温干燥条件下放置一个月，仍保留其物理化学特征和生物活性。
基于上述研究发现金贝体育官网，研究团队进一步利用表达新冠抗原的核酸疫苗，在小鼠模型中验证该新策略的免疫效果。数据表明，荷载DNA@COS的微针贴片经皮肤接种后，可有效诱导新冠抗原特异性的结合抗体和中和抗体。更重要地是，与传统肌肉注射方式相比，该策略可在肺脏等黏膜组织诱发更强的抗原特异性细胞免疫应答。随之的研究表明，微针皮肤免疫更高效地诱导出可分泌多种细胞因子的多功能T细胞，且可持续数月之久。而且，室温放置一个月的微针疫苗贴片亦可保持类似的免疫效果。接着，研究人员深入探索该新技术可增强细胞免疫应答的分子作用机理。数据分析表明，该策略可诱导机体细胞产生活性氧物质和应激释放出线粒体DNA，进而通过促进IRF3和STAT1的磷酸化以调控cGAS-Sting信号通路，金贝体育官方导致抗原提呈细胞的活化和成熟，从而提升所荷载疫苗的天然免疫和抗原特异性免疫应答。总之，这种新型微针纳米疫苗贴片技术预期具有良好的有效性、便利性和依从性，有望广泛用于多种疫苗的研发。
图1 可高效诱发呼吸道黏膜免疫应答的新型微针疫苗技术原理 （Li et al. ACS Nano, 2023）