通过靶向M细胞的革兰氏阳性增强子基质递送FVpE，能够引发针对幽门螺杆菌感染的保护性黏膜免疫和适应性免疫反应

《Frontiers in Immunology》：Gram-positive enhancer matrix delivering FVpE via M cell targeting elicit protective mucosal and adaptive immune responses against Helicobacter pylori infection

本研究开发基于乳酸菌增强基质矩阵（GEM）的口服疫苗GEM-SAM-FVpE，靶向肠道M细胞，高效递送幽门螺杆菌多表位抗原，激活树突状细胞和适应性免疫（Th1/Th2/Th17、sIgA/IgG），显著抑制H. pylori定植并修复胃黏膜损伤。

### 粘膜疫苗：一种对抗幽门螺杆菌的新策略

幽门螺杆菌（*Helicobacter pylori*）是一种能够长期寄居在胃黏膜的革兰氏阴性细菌，它通过产生尿素酶将尿素转化为氨，从而在胃酸环境中存活。这种细菌的感染与多种胃部疾病密切相关，包括慢性胃炎、胃溃疡和胃癌等，且被国际癌症研究机构（IARC）列为一类致癌物。随着幽门螺杆菌感染的广泛存在，传统的治疗方法如抗生素联合疗法虽然在一定程度上有效，但面临着抗生素耐药性增强、治疗周期长、患者依从性差等问题。因此，寻找一种安全、高效且具有长期保护作用的疫苗成为预防和治疗幽门螺杆菌感染的重要方向。

在这一背景下，研究人员开发了一种新型的黏膜疫苗系统——基于乳酸菌（Lactic Acid Bacteria, LAB）的革兰氏阳性增强矩阵（Gram-positive enhancer matrix, GEM）疫苗载体。GEM是由乳酸菌（如*Listeria lactis*）经过热酸处理后获得的非活性细菌颗粒，它保留了完整的肽聚糖（peptidoglycan, PGN）结构，同时去除了细胞内的大部分大分子物质，如DNA、蛋白质和脂磷壁酸等。这种结构使得GEM不仅具备安全性，还具有高度的稳定性和免疫激活能力，能够有效模拟病原体激活宿主黏膜免疫系统的过程。

在疫苗设计中，研究人员引入了两种关键成分：表面锚定蛋白（SAM）和M细胞靶向肽（Mtp）。SAM是*Listeria lactis*中主要自溶酶AcmA的C端结构域，能够特异性地与GEM结合，从而实现抗原的高效展示。而Mtp则有助于疫苗靶向M细胞，这些细胞位于肠道的Peyer氏斑中，能够吸收和传递抗原至黏膜下层的免疫组织，从而启动系统性与局部性免疫反应。通过将SAM与多表位抗原FVpE融合，并结合GEM颗粒，研究人员成功构建了GEM-SAM-FVpE疫苗，该疫苗在模拟病原体机制的同时，实现了抗原在黏膜表面的高效展示和递送。

### GEM疫苗的制备与鉴定

为了验证GEM-SAM-FVpE疫苗的制备效果，研究人员首先通过热酸处理获取了GEM颗粒，并通过SDS-PAGE、透射电子显微镜（TEM）和粒径分析等方法评估了其形态和结构。结果显示，GEM颗粒保留了完整的肽聚糖结构，且粒径保持在1000-2500纳米之间，这使得其能够有效与M细胞结合。随后，通过优化条件确定了GEM与SAM-FVpE的最佳结合比例，即每1单位的GEM结合100微克的SAM-FVpE。进一步的TEM和流式细胞术分析表明，SAM-FVpE能够在GEM表面高效展示，其展示效率高达90%。这为后续的免疫激活实验奠定了坚实的基础。

### M细胞靶向疫苗的验证

为了进一步验证GEM-SAM-FVpE疫苗对M细胞的靶向能力，研究人员构建了一个体外M细胞模型，即通过Caco-2细胞与Raji B细胞的共培养来模拟肠道M细胞的功能。实验结果显示，GEM-SAM-FVpE在共培养模型中能够显著靶向M细胞，相较于单抗原组，其在M细胞中的摄取效率更高。此外，通过肠段封闭实验，研究人员进一步确认了GEM-SAM-FVpE在体内的M细胞靶向能力。这些实验结果表明，GEM-SAM-FVpE能够有效进入M细胞，并进一步传递给抗原呈递细胞（APCs），从而启动更广泛的免疫反应。

### GEM-SAM-FVpE对骨髓来源树突状细胞（BMDCs）的激活

树突状细胞（Dendritic Cells, DCs）是免疫系统中最重要的抗原呈递细胞，它们在启动适应性免疫反应中起着关键作用。为了评估GEM-SAM-FVpE对BMDCs的激活能力，研究人员将该疫苗与BMDCs共培养，并通过流式细胞术检测了细胞表面标记物如MHC II、CD40、CD80和CD86的表达水平。结果表明，GEM-SAM-FVpE能够显著增强这些标记物的表达，说明其对DCs的成熟和激活能力优于单抗原SAM-FVpE。此外，通过ELISA检测了DCs分泌的细胞因子，如IL-1β、IL-12p70、IL-4和IL-6的水平，结果显示GEM-SAM-FVpE能够显著提高这些细胞因子的分泌，从而促进更有效的CD4+ T细胞反应。

### GEM-SAM-FVpE诱导的体液免疫与黏膜免疫反应

为了进一步评估GEM-SAM-FVpE在体液免疫方面的效果，研究人员通过ELISA检测了不同组别小鼠体内针对FVpE抗原的IgG及其亚型（IgG1、IgG2a）的水平。结果显示，GEM-SAM-FVpE组的IgG抗体滴度显著高于对照组和单抗原组，说明该疫苗能够有效诱导体液免疫反应。同时，研究人员还检测了小鼠胃液、肠道液和粪便中的sIgA水平，发现GEM-SAM-FVpE能够显著提高sIgA的产生，从而在胃黏膜层面形成有效的免疫屏障。通过体外实验，研究人员进一步验证了胃黏膜sIgA对幽门螺杆菌黏附的抑制作用，结果显示，GEM-SAM-FVpE诱导的sIgA能够有效中和幽门螺杆菌的致病因子，从而阻止其与胃上皮细胞的结合。

### GEM-SAM-FVpE诱导的CD4+ T细胞反应

CD4+ T细胞在免疫应答中起着关键作用，它们能够分化为Th1、Th2和Th17等不同亚型，分别参与细胞免疫、体液免疫和炎症反应。为了评估GEM-SAM-FVpE对CD4+ T细胞的激活效果，研究人员通过流式细胞术、ELISPOT和ELISA等方法检测了不同组别小鼠体内针对FVpE抗原的CD4+ T细胞反应。结果显示，GEM-SAM-FVpE能够显著激活Th1、Th2和Th17细胞，而单抗原组仅能激活Th1细胞。这种多效的T细胞反应表明，GEM-SAM-FVpE不仅能够启动体液免疫，还能有效激活细胞免疫，从而形成更全面的免疫保护机制。

### GEM-SAM-FVpE的治疗效果评估

为了评估GEM-SAM-FVpE在治疗幽门螺杆菌感染中的效果，研究人员构建了一个感染模型，并将小鼠分为不同组别进行治疗。结果显示，GEM-SAM-FVpE能够显著降低幽门螺杆菌在胃组织中的定植，同时减少胃黏膜的损伤程度。相比之下，抗生素治疗虽然在短期内有效，但存在反复感染和耐药性增加的风险。而GEM-SAM-FVpE则通过长期的免疫激活，能够更有效地清除幽门螺杆菌，并保护胃黏膜结构。这些结果表明，GEM-SAM-FVpE不仅能够预防感染，还具有良好的治疗潜力。

### GEM疫苗的前景与挑战

GEM疫苗的开发为幽门螺杆菌感染的预防和治疗提供了一种新的策略。该疫苗具有高安全性、良好的免疫激活能力和稳定的抗原递送效果，能够在胃黏膜中诱导强效的免疫反应。然而，尽管初步研究结果令人鼓舞，GEM疫苗在实际应用中仍面临一些挑战。首先，宿主对幽门螺杆菌感染的免疫反应具有高度异质性，不同个体的免疫应答可能存在显著差异，这可能影响疫苗的保护效果。其次，M细胞的分布和功能在不同个体间也存在差异，因此需要进一步优化疫苗设计，以提高其在不同人群中的免疫效果。此外，从实验室研究到临床应用的转化仍需克服诸多障碍，包括疫苗的规模化生产、长期免疫效果的评估以及在不同感染阶段的应用策略。

综上所述，GEM-SAM-FVpE疫苗通过结合M细胞靶向策略和高效的抗原展示技术，成功地在胃黏膜中诱导了强大的免疫反应，包括体液免疫和细胞免疫。这种疫苗不仅能够有效预防幽门螺杆菌感染，还展现出良好的治疗潜力。未来的研究需要进一步探索疫苗在不同人群中的免疫效果，优化其设计以提高广谱性和持久性，并推动其在临床中的应用。GEM疫苗的开发为黏膜免疫领域带来了新的希望，有望成为一种安全、高效且具有广泛应用前景的疫苗系统。