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近日,两项发表于《自然》的研究表明,过去认为是被动屏障的皮肤,实际上可以自主产生抗体抵抗感染。这些研究为开发可用于皮肤的无针疫苗铺平了道路。
早期研究表明,成长于无菌环境的成年小鼠的皮肤可能会被表皮葡萄球菌定殖,后者是一种常见的无害细菌,存在于人类皮肤上。这种长期定殖会触发特定免疫细胞T细胞的产生,从而增强局部免疫力。
“当免疫系统遇到‘友好’细菌时,你可能以为它只会礼貌性地挥挥手,然后继续前进,但事实完全不是这样。”论文作者、美国斯坦福大学的微生物学家Michael Fischbach说。
在小鼠实验中,美国国家过敏和传染病研究所的黏膜免疫学家Inta Gribonika和同事发现,表皮葡萄球菌能够激活B细胞,后者是产生抗体所必需的免疫细胞。皮肤随后会产生针对表皮葡萄球菌的抗体,这些抗体持续至少200天,且无须接触其他微生物即可形成。
即使帮助激活免疫细胞的免疫枢纽——淋巴结被禁用,皮肤也能产生这种免疫反应。表皮葡萄球菌的存在还会诱导皮肤内部形成专门的免疫结构,吸引T细胞和B细胞,从而助推抗体产生。
疫苗的工作原理是“教会”包含T细胞、B细胞和抗体的免疫系统识别并记住病原体,这样身体再次接触它们时就能迅速作出反应。基于此,该团队将表皮葡萄球菌引发的免疫反应再次靶向目标病原体,以开发一种新型疫苗。
在第二项研究中,Fischbach研究团队发现,表皮葡萄球菌会引发类似传统疫苗的抗体反应。通过改造表皮葡萄球菌,使其在表面展示外源蛋白,研究人员成功引发了小鼠血液和黏膜中的免疫反应,后者让这些动物在遭受致命剂量的毒素攻击时得到了保护。
Fischbach表示,与传统疫苗相比,工程化的表皮葡萄球菌可以添加到乳霜中,然后简单涂抹在皮肤上。这种疫苗生产成本低、易于分发,且无须医护人员注射,使得它在全球缺乏医疗服务的地区非常有效。
美国哈佛大学医学院的皮肤免疫学家Thomas Kupper指出,利用皮肤表皮葡萄球菌的免疫反应开发疗法的想法“非常独特”,是“富有创意的应用”。但目前尚不清楚人类皮肤对表皮葡萄球菌的反应是否与小鼠一样。
Fischbach指出,在这种方法应用于人体之前,必须先证明它在非人灵长类动物和人体中是安全有效的,并遵循药物研发的正常程序。(杜珊妮)