如今，新型抗生素类药物的治疗受到了耐药性细菌的挑战。尽管广谱的疫苗在一定程度上能够应对这类耐药细菌感染，但在细菌胞壁上的主要抗原是弱免疫原性的血清特异性多糖，无法有效支持疫苗的效力。不仅如此，还有一类基于减活细菌开发的疫苗，其在免疫抑制型病人中会产生额外的毒副作用效果。同时，上述的方法都只限定于一部分特定的菌株，因此发展新型疫苗依然意义重大。
哈佛大学两院院士David J. Mooney教授等人发展了一种新型可注射生物材料疫苗（ciVAX PAMP），可通过招募、重编和释放树突细胞对细菌抗原产生强效的免疫反应，从而可以保护动物模型免受细菌感染以及感染性休克的威胁。研究发现，这一疫苗具有免疫原性强、副作用发生率低、对耐药细菌的光谱抵抗性等特点，有望推动新型疫苗技术的发展。相关工作以“Biomaterial vaccines capturing pathogen-associated molecular patterns protect against bacterial infections and septic shock”为题发表在Nature Biomedical Engineering。
【文章要点】
一、疫苗的设计
如图1所示，为了构建这一疫苗，细菌首先进行灭活处理，之后再利用表面涂覆有广谱凝集素的超顺磁性微珠对PAMPs进行捕获，进一步再与吸附了粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子和富含CpG的寡核苷酸的介孔二氧化硅微颗粒支架进行混合，最终得到可注射疫苗制剂。
图1ciVAX疫苗的生产和应用
二、动物模型的检验
随后，这一疫苗经过皮下注射进入动物模型体内，介孔二氧化硅组装成多孔生物材料基质，可作为粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子的释放库，从而导致树突细胞的富集并激活强效的免疫反应。更重要的是，介孔二氧化硅可通过水解进行降解，并且在27天左右的时候以硅酸的形式被肾清除排除体内，从而保证了治疗的安全性。动物实验显示，接种了ciVAX疫苗的小鼠可在注射位点检测到树突细胞的富集和活化，且该免疫效果可持续数天的时间（图2）。在小鼠和猪的模型上进行ciVAX疫苗的预防接种发现，这一措施可有效减少耐甲氧西林金黄色葡萄球菌引起的皮肤脓肿、治疗致命大肠杆菌引发的感染性休克。总而言之，ciVAX疫苗能够提高对革兰氏阳/阴性细菌的免疫反应，也展现出了对多药耐药细菌的广谱作用，表明这一技术可有望替代抗生素发挥作用。
图2 ciVAX疫苗在动物模型中的表现
文献链接：
https://www.nature.com/articles/s41551-021-00756-3
原文刊载于【高分子科学前沿】公众号
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