“拔火罐”就能接種疫苗科學家“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：-發表時間：2021-11-22 14:23:00【大中小】

拔火罐是一種傳統的中醫治療方式，中醫講拔火罐具有溫經通絡、祛濕逐寒、行氣活血及消腫止痛的作用，是很多人常用的養生方法。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”為題發表在了《Science Advances》上。

在過去的20年中，核酸藥物得到了廣泛的發展和應用，核酸藥物的獨特優勢已在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計、制造和大規模接種。

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

體內核酸轉染分為病毒和非病毒兩種方式。病毒轉染由于可能出現的免疫原性和生物安全問題，常常面臨挑戰。非病毒轉染中，遞送體內 RNA 主要使用化學方法，其中核酸與聚合物或脂質納米顆粒結合/封裝既可以促進宿主細胞轉染，又可以防止細胞環境中核糖核酸酶的降解；另一方面，體內DNA在注射時更穩定，但是將其遞送到靶細胞仍面臨很多障礙。通常，增強DNA轉染以促進蛋白質表達和免疫原性的方法有：陽離子脂質/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，這些設備成本高昂且需要專門培訓進而限制了大規模的應用。因此，開發替代遞送系統以解決體內轉染瓶頸是大勢所趨，“拔火罐”接種疫苗的方法也就應運而生了。

在此次研究中，來自美國羅格斯大學和韓國生物制藥公司GeneOne Life Science的研究團隊首先向小鼠皮內注射了新冠疫苗，這時疫苗中的DNA片段位于皮膚細胞外。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)通道的信號相關聯，對移植皮膚進行由GFP編碼質粒的綠色熒光蛋白(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，單獨注射產生的表達主要局限于50μm深的區域和表皮中（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 量和設備類型對GFP表達的依賴性，結果表明：僅壓力大小與GFP表達成正比，其余變量均未發現與GFP的顯著相關性。

此外，研究者還表示，“負壓不僅可以使DNA無創地分布到組織中，還產生了強大的轉染效應，使得分子能跨越細胞膜屏障進入細胞內部”，這是因為局部負壓使皮膚細胞受到張力而變得松弛，從而讓核酸分子更容易跨越細胞膜。并且，傳統拔火罐后造成的創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染方式，它不僅可以進行高水平的轉基因表達，而且在動物免疫模型中無組織損傷和明顯不良反應。目前，Ⅰ期臨床試驗已經驗證了該技術的安全性及免疫原性，臨床試驗已經進入Ⅱ期。相信在不久的將來，有更多“古方今用”的醫療方法運用于疾病的預防和治療當中。