“拔火罐”就能接种疫苗  科学家“古法今用”将递送效率提高了近100倍

拔火罐是一种传统的中医治疗方式，中医讲拔火罐具有温经通络、祛湿逐寒、行气活血及消肿止痛的作用，是很多人常用的养生方法。不过，拔个火罐就能轻松接种疫苗您听说过吗？近日，有研究者开发了一种新型接种疫苗的方式——用类似拔火罐的方法通过皮肤直接递送DNA，并将递送效率提高了近100倍，该研究以“Novel suction-based in vivo cutaneous DNA transfection platform”为题发表在了《Science Advances》上。

DOI: 10.1126/sciadv.abj0611在过去的20年中，核酸药物得到了广泛的发展和应用，核酸药物的独特优势已在COVID-19新冠疫情防控中得到充分证明，几种基于核酸的疫苗被快速设计、制造和大规模接种。核酸药物的机制是使合成或工程化的核酸进入宿主细胞，然后表达和输出编码的蛋白质，例如，疫苗注射后等待被抗原呈递细胞加工，从而诱导免疫应答的发生。因此，实现其功能的关键步骤是转染——将核酸递送至细胞质 (RNA) 和细胞核 (DNA)。体内核酸转染分为病毒和非病毒两种方式。病毒转染由于可能出现的免疫原性和生物安全问题，常常面临挑战。非病毒转染中，递送体内 RNA 主要使用化学方法，其中核酸与聚合物或脂质纳米颗粒结合/封装既可以促进宿主细胞转染，又可以防止细胞环境中核糖核酸酶的降解；另一方面，体内DNA在注射时更稳定，但是将其递送到靶细胞仍面临很多障碍。通常，增强DNA转染以促进蛋白质表达和免疫原性的方法有：阳离子脂质/聚合物、电穿孔 (EP)、粒子辅助递送（基因枪）和微滴加压递送。尽管如此，这些设备成本高昂且需要专门培训进而限制了大规模的应用。因此，开发替代递送系统以解决体内转染瓶颈是大势所趋，“拔火罐”接种疫苗的方法也就应运而生了。 在此次研究中，来自美国罗格斯大学和韩国生物制药公司GeneOne Life Science的研究团队首先向小鼠皮内注射了新冠疫苗，这时疫苗中的DNA片段位于皮肤细胞外。随后，他们用一次性塑料杯连接真空泵，在小鼠背部的皮肤上抽气，形成短暂的负压。然后将来自异硫氰酸荧光素(FITC)/异硫氰酸四甲基罗丹明(TRITC)通道的信号相关联，对移植皮肤进行由GFP编码质粒的绿色荧光蛋白(GFP)表达的荧光显微镜检查。24小时后对冷冻切片皮肤的检查显示，在距皮肤表面约400μm的深处有大量的GFP表达覆盖在表皮和真皮上部。相比之下，单独注射产生的表达主要局限于50μm深的区域和表皮中（如图）。这也就直接证明了：在皮肤表面施压递送DNA的效率明显提升。

真皮抽吸下的GFP表达

紧接着研究者们通过单一变量法研究压力大小、治疗时间、DNA 量和设备类型对GFP表达的依赖性，结果表明：仅压力大小与GFP表达成正比，其余变量均未发现与GFP的显著相关性。

GFP表达对压力大小、治疗时间、DNA 量和设备类型的依赖性

此外，研究者还表示，“负压不仅可以使DNA无创地分布到组织中，还产生了强大的转染效应，使得分子能跨越细胞膜屏障进入细胞内部”，这是因为局部负压使皮肤细胞受到张力而变得松弛，从而让核酸分子更容易跨越细胞膜。并且，传统拔火罐后造成的创伤或淤青在本研究中由于施压适度也得以很好地避免。 总而言之，本研究展示了一种安全且有效的皮肤转染方式，它不仅可以进行高水平的转基因表达，而且在动物免疫模型中无组织损伤和明显不良反应。目前，Ⅰ期临床试验已经验证了该技术的安全性及免疫原性，临床试验已经进入Ⅱ期。相信在不久的将来，有更多“古方今用”的医疗方法运用于疾病的预防和治疗当中。

参考资料：

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