无针、无痛...出自皮肤上细菌的新型疫苗

引言

据《Nature》杂志报道，美国斯坦福大学医学院研究人员对人体皮肤上一种常见细菌进行了革新，无针无痛的“乳膏型”疫苗或将指日可待。

01

荒芜沙漠—皮肤

对于大多数单细胞生物而言，皮肤是一个生存环境恶劣的地方。这里极度干燥，缺乏必要的营养和水分，堪称荒漠。

其作为人体最大的器官，是我们与外界环境的直接界面，也是一道强大的防御屏障。它通过物理屏障、化学屏障和微生物屏障等多重机制来有效抵御病原微生物的入侵。

物理屏障由多层细胞组成，最外层的角质层如同一道坚固的盔甲，能够有效阻挡大多数微生物和有害物质进入体内。同时，皮肤表面的皮脂和汗液形成了一层润滑的薄膜，进一步增强了皮肤的物理防御能力。

化学屏障则是皮肤表面的皮脂和汗液中含有的多种抗菌物质，如乳酸、脂肪酸等，这些物质能够抑制细菌的生长和繁殖，为皮肤提供了一道化学防线。

还有一种屏障，则是由皮肤表面定植的大量微生物构成的，即使皮肤是一片荒漠，它们仍以此地为家。

这些微生物与人体处于和谐共生状态，它们通过与病原体竞争受体和营养物质，以及产生抗菌物质等方式，阻止病原体在皮肤表面的黏附和生长。

在这其中，表皮葡萄球菌作为皮肤上的常驻菌之一，发挥着重要的作用。它与其他常驻菌一起，通过维持皮肤微生态平衡，防止病原体过度生长，促进皮肤健康，并参与免疫调节过程，增强皮肤的免疫力。表皮葡萄球菌能够分解角质细屑或脂质，为皮肤细胞提供营养，同时产生抗菌物质，参与皮肤防御。

除了表皮葡萄球菌外，皮肤上还定居着其他种类的常驻菌，如葡萄球菌、丙酸杆菌和棒状杆菌等。它们各自发挥着独特的作用，共同维护着皮肤的健康和微生态平衡。而暂驻菌虽然停留时间较短，但在某些情况下也可能引起皮肤感染。

02

从皮肤细菌到疫苗

近年来，科学家发现，免疫系统对表皮葡萄球菌的反应比预想的要激烈得多，以此为基础，美国斯坦福大学医学院的研究团队在疫苗创新领域取得了突破性进展。

他们精心策划了一项实验，将表皮葡萄球菌轻轻涂抹于小鼠的头部皮肤，并随后进行了长达六周的细致抗体反应监测。

实验结果显示，小鼠对表皮葡萄球菌的抗体反应异常强烈，抗体水平不仅持续攀升，而且在六周时已达到并稳定维持在远高于常规疫苗接种后的预期水平。这一现象在人类身上亦自然存在，为将表皮葡萄球菌转化为一种便捷高效的“即涂即用”活体疫苗奠定了坚实的基础。

在深入研究的过程中，科研人员揭示了表皮葡萄球菌中的Aap蛋白是激发强烈免疫反应的关键要素。

Aap蛋白以其独特的巨大树状结构，将“树枝”从细菌细胞壁伸出，从而将外层部分充分暴露给免疫系统的“哨兵”细胞，有效触发了抗体反应。这一重大发现为通过生物工程手段改造表皮葡萄球菌，进而诱导针对特定病原体的免疫反应开辟了全新的路径。

研究团队进一步利用生物工程技术，将编码破伤风毒素片段的基因精准替换到Aap蛋白的“枝叶”之中。经过精心改造的表皮葡萄球菌在接种至小鼠皮肤后，成功诱发了针对破伤风毒素的极高水平抗体。

令人振奋的是，接种了这种改进版表皮葡萄球菌的小鼠，在面临致死剂量的破伤风毒素挑战时，不仅存活下来，而且未表现出任何症状。这一成果充分证明了新型疫苗卓越的免疫保护效果。

尤为值得一提的是，研究还证实，即便小鼠皮肤上先前已存在表皮葡萄球菌，也丝毫不会干扰实验性治疗激发强烈抗体反应的能力。

这一发现为疫苗在人体皮肤上的实际应用提供了强有力的支持。此外，这种新型疫苗仅需涂抹2—3次，即可在小鼠体内激发足以挽救生命的抗体反应，极大地简化了接种流程，提升了接种效率。

相较于传统疫苗通常采用的肌肉注射方式所带来的疼痛和不适，新型涂抹式疫苗则通过皮肤表面涂抹的方式接种，使用过程无痛无感，有效避免了发热、肿胀、发红或手臂疼痛等不良反应。同时，该疫苗还具有价格低廉、无需排队等待接种等显著优势，极大地提高了疫苗接种的普及率和便捷性。

从工作原理上剖析，传统疫苗的主要成分多为病原体的一部分或其产物，如减毒或灭活的整个病原体、蛋白质或多糖等，这些成分能够安全有效地激发免疫系统产生抗体和记忆细胞。

而新型涂抹式疫苗则另辟蹊径，利用皮肤表面细菌作为载体，将编码特定病原体抗原的基因片段巧妙导入细菌中，从而在皮肤表面诱发强烈的免疫反应。

End

写在文末

生命科学行业的进展日新月异，让人不得不期待十年、甚至半五年、一年后的我们，能够迎来怎样的光景。