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张良方最新《AM》：免疫刺激性水凝胶+纳米类毒素，可大幅提升机体对细菌感染的抵抗能力

时间：2023-06-27 来源：浏览：

张良方最新《AM》：免疫刺激性水凝胶+纳米类毒素，可大幅提升机体对细菌感染的抵抗能力

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尽管疫苗在预防各种感染方面非常成功，但仍有许多病原体没有相应的临床批准配方。为了克服这一挑战，研究人员探索了使用纳米颗粒策略将抗原更有效地输送到免疫系统。这其中，纳米类毒素就是一个很有前途的仿生平台，它利用细胞膜涂层技术，以天然形式安全地递送毒性细菌抗原，用于抗毒力疫苗接种。

近期， 加州大学圣地亚哥分校张良方教授和 Ronnie H. Fang 等人将针对葡萄球菌α-溶血素配制的纳米类毒素嵌入具有免疫刺激性CpG基序的DNA基水凝胶中。由此产生的纳米颗粒-水凝胶复合物可以注射进入体内，从而改善疫苗抗原的体内递送，同时刺激附近的免疫细胞。这一系列作用可增加抗体和诱导更强的抗原特异性细胞免疫反应。在耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）引起的肺炎和皮肤感染的小鼠模型中，接种混合疫苗制剂的小鼠得到了很好的保护。这项工作强调了将纳米颗粒抗原递送系统与免疫刺激水凝胶结合到单一平台中的优势，可以很容易地推广到其他更加广泛的传染病中。相关工作以“Immunostimulatory DNA Hydrogel Enhances Protective Efficacy of Nanotoxoids against Bacterial Infection”为题发表在 Advanced Materials 。

【文章要点】

如图1所示，作者开发了一种可注射的纳米类毒素包埋的DNA水凝胶，以作为一种抗毒力疫苗接种平台，以安全地增强对有害细菌抗原的免疫反应。葡萄球菌α-溶血素（Hla）是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌分泌的一种关键的造孔毒素，因此作者选择Hla，并将其插入红细胞（RBC）膜包被的纳米颗粒（ RBC–NP）来制备纳米类毒素。同时，作者还采用滚圈扩增（RCA）技术来合成含有免疫刺激性CpG基序的DNA水凝胶（CpG gel），其可以促进Th1/Th17偏向的免疫反应，而该免疫反应对控制MRSA感染非常重要。

图1 材料制备与表征

此外，富含鸟嘌呤的序列的存在能够形成G-四链体，从而在凝胶内形成花状微结构，有助于稳定凝胶结构。当在体内给药时，上述制备的负载纳米类毒素的CpG水凝胶（NT-CpG gel）可实现强烈的免疫激活作用，并引发高水平的Hla特异性IgG滴度，从而保护小鼠免受MRSA肺炎和皮肤感染（图2）。总的来说，这项工作证明了不同生物材料的合理组合可产生新型高效的疫苗平台，以帮助对抗抗生素耐药性。