Oral chitosan-delivered recombinant CtxB–Intimin–Tir (CIT) fusion antigen elicits functional mucosal immunity against enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7
本研究表明，一种利用壳聚糖纳米颗粒递送重组 CtxB–Intimin–Tir (CIT) 融合抗原的口服疫苗能有效诱导小鼠产生强烈的黏膜和全身免疫，从而实现显著的细菌杀伤、减少上皮细胞黏附，并提供针对肠出血性大肠杆菌 O157:H7 感染的保护。
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每年都有数百万人因被一种被称为肠出血性大肠杆菌（EHEC）的特定类型细菌污染的食物而生病。这种病菌特别危险，因为它会导致儿童和老年人出现严重的肾衰竭，这种情况有时是致命的。与许多身体通过一般免疫力即可对抗的其他感染不同，EHEC 的攻击始于附着在人类肠道内壁上。它利用微小的分子钩子粘附在肠壁上，并在那里进行繁殖并释放毒素。由于感染始于这个特定的表面，科学家们长期以来一直在思考，阻止它的最佳方式是否不是通过手臂注射，而是通过一种直接在肠道内起作用的疫苗。挑战在于胃部是一个恶劣的环境，充满了通常会在疫苗成分发挥作用前将其破坏的酸和酶。为了解决这个问题，研究人员正在探索如何将疫苗包裹在保护性的涂层中，使其能够在这段消化系统的旅程中幸存下来，并将信息直接传递到肠粘膜处。
在最近的一项研究中，一个科学家团队测试了一种创建 EHEC 无针疫苗的新策略。他们专注于细菌机制的一个特定部分：一对类似于“锁与钥匙”的蛋白质，这些蛋白质允许病菌附着在人类细胞上。通过创建一种模仿这些蛋白质的疫苗，他们希望训练免疫系统去识别并阻断细菌，使其在造成伤害之前就无法得逞。为了将这种疫苗送入肠道，他们使用由壳聚糖（一种源自甲壳类动物外壳、以能很好地粘附在粘膜上而闻名的天然物质）制成的微型生物降解颗粒对疫苗进行了包裹。他们还加入了第三种成分——一种来自霍乱细菌的无害片段，这种成分已知有助于让免疫系统更加关注它所展示的内容。研究人员将这三种元素组合成一个单一的包裹，并喂给小鼠，以观察它是否能激发强烈的防御反应。
结果显示，这种方法效果显著。接受口服疫苗的小鼠在两个层面都产生了强大的免疫反应。首先，它们血液中含有高水平的抗体（即追踪入侵者的蛋白质）。其次，对于一种肠道疾病来说，这或许更为重要，它们的肠道粘膜产生了一种特殊的抗体，称为分泌型 IgA。这些抗体就像在肠道表面的一面盾牌，准备在细菌试图进入时立即捕捉它们。当研究人员测试这些抗体的功能时，他们发现，接种了疫苗的小鼠血清可以在试管中杀死几乎所有的细菌。此外，抗体还有助于肠道中的免疫细胞更有效地吞噬并摧毁细菌。在一项至关重要的测试中，接种了疫苗的小鼠暴露在真实的 EHEC 细菌中。那些接受了口服疫苗的小鼠清除体内感染的速度比未接种疫苗的小鼠快得多。它们粪便中的细菌在八天内消失了，而其他组则需要十天或十四天，且接种疫苗的小鼠肠道内携带的细菌总量也远低于其他组。
这种保护不仅限于减少细菌数量，还维持了动物的生理健康。未接种疫苗的小鼠遭受了明显的肠道组织损伤，出现了炎症和结构破坏的迹象，而接种了疫苗的小鼠则保持了健康的肠道结构。研究人员还测试了该疫苗是否能阻止细菌粘附在实验室培养的人类细胞上。他们发现，疫苗产生的抗体能非常有效地阻断这种附着，防止细菌通过这种方式在肠道定植。事实上，这种口服疫苗的表现与使用强效化学佐剂来刺激免疫系统的传统注射式疫苗一样好，甚至在某些情况下表现更好。这表明，壳聚糖载体与特定细菌蛋白质的结合，创造了一种完美契合该疾病运作方式的防御机制。
虽然这项研究是在小鼠身上进行的，目前还不能宣布它是人类的治愈手段，但它提供了一个引人注目的概念验证。它证明了设计一种能够通过消化道、针对细菌感染我们之精确机制、并触发包括全身性抗体和局部肠道免疫在内的协调防御的疫苗是可能的。研究人员指出，虽然添加霍乱毒素成分似乎增强了反应，但研究并未隔离出究竟有多少成功归功于该特定成分，又有多少归功于整体设计。尽管如此，研究结果表明，无针疫苗可以成为保护人们免受这种危险食源性疾病侵害的可行路径。通过将正确的信息直接传递到感染部位，这种方法提供了一种在细菌扎根之前就将其拦截的方法，从而有可能预防目前尚无批准疫苗可预防的严重并发症。
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