Science子刊：替代抗生素的舌下疫苗，可预防小鼠尿路感染

杜克大学(Duke University)的生物医学工程师开发了一种基于药片的尿路感染(UTIs)疫苗，当把它放在舌头下时，它会迅速溶解。这种新疗法可以提供一种简单而实用的替代方案，取代目前UTI治疗的标准——大剂量口服抗生素。

　　

   

   

小药片可以放在舌头下，它会立即溶解并将疫苗输送到体内    

杜克大学(Duke University)的生物医学工程师开发了一种基于药片的尿路感染(UTIs)疫苗，当将其置于舌下时，它会迅速溶解。这种新疗法可以提供一种简单而实用的替代方案，取代目前UTI治疗的标准高剂量口服抗生素。

该研究结果于11月23日发表在Science Advances。

当细菌感染尿道、膀胱、输尿管或肾脏时，就会发生尿路感染。超过一半的女性经历过尿路感染，这对需要导管的患者构成了重大风险。虽然尿路感染通常会引起疼痛和不适，但如果感染到达肾脏，也会发生器官损伤甚至败血症。

这些感染可以通过口服抗生素解决，但一些患者面临复发性尿路感染，需要长时间、反复使用，有时还需要昂贵的抗生素。这种抗生素的长期使用对患者的微生物群产生了负面影响，因为抗生素也杀死了有益的细菌，为耐抗生素细菌的繁殖创造了环境。今天，许多引起尿路感染的细菌菌株对几种常用的治疗这些感染的抗生素越来越有耐药性。

为了解决这个问题，杜克大学生物医学工程合作团队开发了一种疫苗，可以在舌头下吸收，激活关键免疫细胞，精确地攻击引起UTIs的细菌。

Sean Kelly现在是约翰霍普金斯大学的博士后，他说:“以前的文献表明，通过舌下粘膜吸收的药物会引发免疫反应，尤其是在全身类似的粘膜中。这很重要，因为开发尿路感染疫苗的挑战之一是，你需要在血液和泌尿生殖道中引发免疫反应，而肌肉注射通常不会在这些粘膜区域引发强烈反应。”

“此外，在方便接种疫苗方面存在很多障碍。通常需要冷藏，需要训练有素的人员进行注射，还需要针之类的材料。但药片配送方式为这些问题提供了一个解决方案。它可以在室温下储存，没有任何问题。我们的希望是，病人可以把它从包装中取出，放在舌头下，几秒钟后，它就消失了，病人可以继续他们的一天。”

通过舌头下的粘膜层是很棘手的，因为粘液是用来防止大分子、病毒和其他物质进入身体的。但Kelly实验室专门开发自组织的生物材料，形成有用的结构，如纳米粒子、纳米纤维和凝胶，可以定制激活免疫系统中的关键细胞。研究小组发现，他们可以在这些结构上添加抗黏液的修饰，使它们能够轻松地穿过粘膜层。

在确定了一种快速溶解的疫苗输送片剂所需的糖和其他结构成分后，该团队开始探索如何专门针对引起UTIs的细菌。

Joel Collier教授说:“Sean在一种叫做尿致病性大肠杆菌的细菌中发现了一些经常出现的蛋白质，这种细菌导致了大多数的尿路感染。这给了我们一个免疫细胞攻击的明确目标。”

该团队将大肠杆菌蛋白质编织到它们的穿透粘液的纳米纤维中。一旦这种结构被吸收，结合的细菌蛋白质就会激活免疫细胞，给它们特定的指令来杀死血液和泌尿生殖道中的细菌。

Collier说:“这种药片疫苗的效果与抗生素相当，我们已经发现，纳米纤维材料提高的抗体反应可以非常持久，可以持续老鼠的一生，所以我们希望对尿路感染的保护将同样持久。Sean和团队还进行了微生物组分析，他们发现，与我们使用抗生素时看到的相比，对小鼠模型肠道微生物组的破坏明显更小。”

该团队将继续完善他们的模型，因为科利尔和他的合作者很好奇这种疫苗是否可以用来减少甚至防止UTI复发。他们还计划探索舌下疫苗传递机制可能特别有用的其他疾病模型。其中许多疾病，包括淋病和衣原体，也涉及泌尿生殖道，并面临抗生素耐药性问题。

尽管研究小组对长期保护泌尿道感染的结果感到兴奋，但他们也对舌下疫苗片剂的新可能性感到乐观。

Collier说:“特别是在COVID之后，越来越明显的是，疫苗将越来越多地成为我们生活的一部分，因此我们需要更容易获得的、可以轻松重复接种的疫苗。目前的疫苗依赖于持续的冷藏，需要大量的基础设施，而世界上大部分地区都没有这种基础设施。平板技术可以更公平地交付，因为它避免了对冷藏的依赖，如果我们成功了，任何人都可以接种疫苗，无论他们是否靠近大型医院系统。我们离这一现实还有一段距离，但我们仍在朝着这个方向努力。”

引用本文:

A Sublingual Nanofiber Vaccine to Prevent Urinary Tract Infections