“拔火罐”就能接種疫苗科學(xué)家“古法今用”將遞送效率提高了近100倍

來源：生物探索作者：人氣：-發(fā)表時間：2021-11-22 14:23:00【大中小】

拔火罐是一種傳統(tǒng)的中醫(yī)治療方式，中醫(yī)講拔火罐具有溫經(jīng)通絡(luò)、祛濕逐寒、行氣活血及消腫止痛的作用，是很多人常用的養(yǎng)生方法。不過，拔個火罐就能輕松接種疫苗您聽說過嗎？

近日，有研究者開發(fā)了一種新型接種疫苗的方式——用類似拔火罐的方法通過皮膚直接遞送DNA，并將遞送效率提高了近100倍，該研究以“Novel suction-based in vivo cutaneous DNA transfection platform”為題發(fā)表在了《Science Advances》上。

在過去的20年中，核酸藥物得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，核酸藥物的獨特優(yōu)勢已在COVID-19新冠疫情防控中得到充分證明，幾種基于核酸的疫苗被快速設(shè)計、制造和大規(guī)模接種。

核酸藥物的機制是使合成或工程化的核酸進入宿主細(xì)胞，然后表達和輸出編碼的蛋白質(zhì)，例如，疫苗注射后等待被抗原呈遞細(xì)胞加工，從而誘導(dǎo)免疫應(yīng)答的發(fā)生。因此，實現(xiàn)其功能的關(guān)鍵步驟是轉(zhuǎn)染——將核酸遞送至細(xì)胞質(zhì) (RNA) 和細(xì)胞核 (DNA)。

體內(nèi)核酸轉(zhuǎn)染分為病毒和非病毒兩種方式。病毒轉(zhuǎn)染由于可能出現(xiàn)的免疫原性和生物安全問題，常常面臨挑戰(zhàn)。非病毒轉(zhuǎn)染中，遞送體內(nèi) RNA 主要使用化學(xué)方法，其中核酸與聚合物或脂質(zhì)納米顆粒結(jié)合/封裝既可以促進宿主細(xì)胞轉(zhuǎn)染，又可以防止細(xì)胞環(huán)境中核糖核酸酶的降解；另一方面，體內(nèi)DNA在注射時更穩(wěn)定，但是將其遞送到靶細(xì)胞仍面臨很多障礙。通常，增強DNA轉(zhuǎn)染以促進蛋白質(zhì)表達和免疫原性的方法有：陽離子脂質(zhì)/聚合物、電穿孔 (EP)、粒子輔助遞送（基因槍）和微滴加壓遞送。

盡管如此，這些設(shè)備成本高昂且需要專門培訓(xùn)進而限制了大規(guī)模的應(yīng)用。因此，開發(fā)替代遞送系統(tǒng)以解決體內(nèi)轉(zhuǎn)染瓶頸是大勢所趨，“拔火罐”接種疫苗的方法也就應(yīng)運而生了。

在此次研究中，來自美國羅格斯大學(xué)和韓國生物制藥公司GeneOne Life Science的研究團隊首先向小鼠皮內(nèi)注射了新冠疫苗，這時疫苗中的DNA片段位于皮膚細(xì)胞外。隨后，他們用一次性塑料杯連接真空泵，在小鼠背部的皮膚上抽氣，形成短暫的負(fù)壓。然后將來自異硫氰酸熒光素(FITC)/異硫氰酸四甲基羅丹明(TRITC)通道的信號相關(guān)聯(lián)，對移植皮膚進行由GFP編碼質(zhì)粒的綠色熒光蛋白(GFP)表達的熒光顯微鏡檢查。24小時后對冷凍切片皮膚的檢查顯示，在距皮膚表面約400μm的深處有大量的GFP表達覆蓋在表皮和真皮上部。相比之下，單獨注射產(chǎn)生的表達主要局限于50μm深的區(qū)域和表皮中（如圖）。這也就直接證明了：在皮膚表面施壓遞送DNA的效率明顯提升。

緊接著研究者們通過單一變量法研究壓力大小、治療時間、DNA 量和設(shè)備類型對GFP表達的依賴性，結(jié)果表明：僅壓力大小與GFP表達成正比，其余變量均未發(fā)現(xiàn)與GFP的顯著相關(guān)性。

此外，研究者還表示，“負(fù)壓不僅可以使DNA無創(chuàng)地分布到組織中，還產(chǎn)生了強大的轉(zhuǎn)染效應(yīng)，使得分子能跨越細(xì)胞膜屏障進入細(xì)胞內(nèi)部”，這是因為局部負(fù)壓使皮膚細(xì)胞受到張力而變得松弛，從而讓核酸分子更容易跨越細(xì)胞膜。并且，傳統(tǒng)拔火罐后造成的創(chuàng)傷或淤青在本研究中由于施壓適度也得以很好地避免。

總而言之，本研究展示了一種安全且有效的皮膚轉(zhuǎn)染方式，它不僅可以進行高水平的轉(zhuǎn)基因表達，而且在動物免疫模型中無組織損傷和明顯不良反應(yīng)。目前，Ⅰ期臨床試驗已經(jīng)驗證了該技術(shù)的安全性及免疫原性，臨床試驗已經(jīng)進入Ⅱ期。相信在不久的將來，有更多“古方今用”的醫(yī)療方法運用于疾病的預(yù)防和治療當(dāng)中。