一种生活在人类皮肤上的细菌，或将推动无针疫苗的研发

表皮葡萄球菌

对于微生物来说，健康的人类皮肤并不是一个理想的生存场所。这是因为它非常干燥，且对大多数单细胞生物来说它“太咸”了，也没有太多可以供它们“摄取”的东西。

然而，仍有一些顽强的微生物能够适应这种环境，并将皮肤作为它们的家园，其中之一便是表皮葡萄球菌（Staphylococcus epidermidis）。这些通常无害的细菌几乎存在于每个人的每个毛囊中。近年来，科学家们逐渐意识到，免疫系统对表皮葡萄球菌的反应比预期的要强烈得多。

最近，在两篇发表于《自然》杂志的研究中，研究人员对这种细菌进行了“驯化”。他们发现皮肤不仅仅是一个被动屏障，而且还可以产生自身的抗体来抵抗感染。这一发现为开发可用于皮肤的无针疫苗带来了可能。

健康皮肤的抗体应答

在最初的实验中，研究人员将棉签浸入一个含有表皮葡萄球菌的小瓶中，再将棉签轻轻擦拭一只普通小鼠的头部。小鼠没有经历任何剃毛、冲洗或皮毛清洗等步骤。然后，他们将小鼠放回笼中，并在接下来的六周内，在固定时间点对其进行抽血检验，查看这只小鼠的免疫系统是否产生了任何与表皮葡萄球菌结合的抗体。

实验结果显示，小鼠对表皮葡萄球菌的抗体应答“令人震惊”。这些抗体的浓度水平缓慢升高，随后继续增加，并在六周后达到一个比接种了普通疫苗更高的水平。之后，这一浓度便一直维持在这样的高水平。这意味着，小鼠仿佛接种了疫苗一样，它们的抗体应答与针对病原体产生的反应同样强烈且具备特异性。

研究人员发现，这种现象似乎也自然地发生在人类身上。通过检测从献血者获取的血液样本，他们发现人类针对表皮葡萄球菌的抗体循环水平，与接种疫苗后产生的抗体水平同样高。

相比之下，针对传染性病原体的抗体应答，仅在病原体侵入人体后才开始；而针对表皮葡萄球菌的抗体应答，则可以在问题出现之前就“先发制人”，使得免疫系统可以在必要时（比如皮肤破损）迅速做出反应。

那么，是否有可能将表皮葡萄球菌引发的免疫应答，转而针对病原体，进而开发一种新型疫苗呢？

制造活疫苗

在第二项研究中，研究人员了解到，表皮葡萄球菌中最能触发强烈免疫应答的部分是一种名为Aap的蛋白质——这种巨大的树状结构从细菌的细胞壁中伸出来，其大小是普通蛋白质的五倍。

研究人员认为，Aap可能会将其最外层的一些部分暴露给免疫应答的岗哨细胞，这些细胞会定期爬过皮肤，对毛囊进行采样，从Aap的“枝叶”上抓取一些片段，然后将它们带回内部，向负责针对该物质产生适当抗体应答的其他免疫细胞进行展示。

Aap不仅会引发血源性抗体（IgG）的激增，还会引起被称为IgA的其他抗体的激增，这些抗体位于我们鼻孔和肺部的黏膜层。在小鼠鼻孔中中，研究人员观察到了IgA的激增。

在确定了Aap是抗体的主要目标后，研究人员找到了一种让它发挥作用的方法。他们用编码破伤风毒素的基因片段，替换了编码通常会在Aap的“枝叶”中显示的部分的基因片段——这个片段是一个剧毒细菌蛋白的无害部分。那么，小鼠的免疫系统会“看到”这个片段，并对其产生特异性抗体应答吗？

研究人员重复了“浸入”和“擦拭”棉签的实验。这次，他们使用的要么是普通的表皮葡萄球菌，要么是经过了生物工程修饰的编码了破伤风毒素片段的表皮葡萄球菌。

在六周内，他们观察到，用经过了修饰的表皮葡萄球菌擦拭的小鼠体内产生了极高水平的针对破伤风毒素的抗体。当研究人员向小鼠注射致死剂量的破伤风毒素时，擦拭了普通表皮葡萄球菌的小鼠全部死亡；而擦拭了经过修饰版的表皮葡萄球菌的小鼠没有出现任何症状。

在一项类似的实验中，研究人员将白喉毒素的基因插入Aap中，同样诱导了针对白喉毒素的大量抗体。

扩大有效范围

这些发现表明，表皮葡萄球菌能引发一种类似于传统疫苗的抗体应答。也就是说，研究人员一步一步地将表皮葡萄球菌变成了一种“即插即用”的、可局部应用的活疫苗。

现在，研究人员已经知道这种方式对小鼠有效。接下来，他们计划在猴子身上验证它的有效性。如果一切顺利，他们预计这种疫苗接种方法将在两三年内进入临床试验。

此外，他们还认为这对病毒、细菌、真菌和单细胞寄生虫都有效。大多数疫苗都含有刺激炎症应答的成分，让接种后的人感觉不舒服。但表皮葡萄球菌不会引发这些反应。因此，一旦试验成功，将意味着我们将拥有一种无针疫苗——它完全无痛，不会引发发烧、肿胀、发红或手臂酸痛，而且也无需排长队去接种。

#创作团队：

编译：糖兽

排版：雯雯

#参考来源：

https://med.stanford.edu/news/all-news/2024/12/skin-bacteria-vaccine.html

https://www.nature.com/articles/d41586-024-04068-9#ref-CR1

#图片来源：

封面图&首图：andreas160578 / Pixabay