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豌豆大小的“口服型疫苗” 可自主到达肠内壁

2019-03-13  未知 admin

携带疫苗的“小马达”能够在小鼠体内“穿行”直至肠内壁(图片来源:Nano Letters)

张良方,加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)纳米工程系教授,同时也是纳米医学界的杰出人才,曾于2013年入选《麻省理工科技评论》的“35名35岁以下的创新者”(35 Innovators Under 35)榜单,2018年被选为美国科学促进协会(AAAS)研究员。

近日,张良方教授和同学院纳米工程学家Joseph Wang联手设计一款新型的疫苗载体——微型“小马达”,可以驱动自身到达小鼠肠道的黏膜内层,有望发挥更广泛的抗感染保护效果。

这一巧妙的装置,可以装载药物在啮齿动物的消化系统中“穿行”,并最终靶向肠道内壁。相关研究成果发表在《Nano Letters》期刊。

DOI: 10.1021/acs.nanolett.8b05051

研究团队表示,这一研究为“口服疫苗”提供了新的思路,除了绕开了注射的步骤,还可以建立粘膜免疫(mucosal immunity)。

粘膜免疫是机体的“第一道防线”,鼻子、肺、阴道和消化道等与外界经常接触的组织中都存在粘膜。然后,几乎所有已上市的疫苗都无法刺激这一反应。如果,疫苗可以促使粘膜中的抗体反应,这些抗体可以在感染到血液之前进行抵制。

巧妙的“豌豆”

为了研发出直接靶向肠内壁的疫苗,研究团队希望创造出一种仿生的电动装置(motorized device),能够主动进行免疫接种。

最终,他们研制出一种微小、自我推动的小武器——能够携带金黄色葡萄球菌毒素(目前没有预防这一感染的疫苗)。这一“电动机”由镁制成,并覆盖有一层二氧化钛(左边有一个小孔,使镁暴露在外)。

他们将这一电动机包裹在表达细菌毒素的红细胞膜上(作为抗原),随后再加上有助于该装置黏着在肠壁上的聚糖涂层和对pH敏感的肠溶衣。

总之,机器的大小类似于一枚豌豆。

图片来源:Nano Letters

给小鼠口服后的反应

一旦这一装置通过胃部,保护层会降解,暴露的镁“马达”会在机体内将水转变成氢泡(hydrogen bubbles),并从小孔内溢出,从而将装置和细菌推向肠内壁,粘附并产生粘膜免疫反应。

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