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Advanced Materials:“纳米海绵”俘获多种细菌毒素用作抗毒力疫苗对抗超级细菌感染

耐药细菌的不断出现给人类生命健康造成巨大威胁,寻找具有新型作用机制的治疗方法迫在眉睫。其中,抗细菌毒力治疗能够遏制或清除细菌毒素等毒力因子,降低细菌侵袭力进而抑制细菌繁殖,有效对抗细菌感染。其最大的优势在于这种新型治疗方式不同于常用的各类抗生素,它不直接作用于细菌本身,能够有效减少细菌耐药性的形成。此前,美国加州大学圣地亚哥分校的张良方教授及其研究团队利用红细胞膜对纳米颗粒表面进行修饰研制了“纳米海绵”这一新型抗毒力制剂,其能够有效吸附细菌毒素并可用作安全高效的类毒素疫苗。细菌分泌的毒素具有多样性并可能包含未知毒素,这使得传统类毒素疫苗的研究与开发受到极大的挑战与限制。“纳米海绵”是针对成孔毒素对细胞膜打孔的普遍机制设计而成,具有广泛地俘获不同结构种类成孔毒素的特性。鉴于此,张教授及其研究团队利用“纳米海绵”的这一特性制备了俘获多种细菌毒素的多价类毒素疫苗,能够安全有效的对抗超级细菌感染。


Advanced Materials:“纳米海绵”俘获多种细菌毒素用作抗毒力疫苗对抗超级细菌感染


研究首先从细菌培养液中提取出细菌溶血性毒素蛋白,利用“纳米海绵”可吸附成孔毒素的特性,将“纳米海绵”与毒素蛋白进行孵育制备得到类毒素疫苗。不同于传统的单一纯化类毒素疫苗,“纳米海绵”多价疫苗能够俘获扣留多种细菌毒素甚至包括可能的未知毒素,具有多抗原性,且无需鉴别细菌分泌毒素的各个成分,可极大加快各种超级细菌类毒素疫苗的开发速度。此外,同时具备高安全性和强免疫原性是类毒素疫苗开发中的巨大挑战。“纳米海绵”疫苗将多种细菌毒素扣留在制剂表面的红细胞膜上,令其丧失攻击能力,研究验证这一疫苗制剂具有良好的安全性。而且在其制备过程中不需要加热或化学处理破坏毒素结构,保留了完整的抗原表位,能够诱导机体产生强免疫应答,形成免疫生发中心,分泌针对各种毒素的多种抗体,最终有效对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌感染。

此项研究通过简而易行的方法制备了针对超级细菌感染的“纳米海绵”多价类毒素疫苗。这一新的策略打破了传统疫苗单一的局限性,拓宽了细菌毒素免疫原范围,克服了疫苗开发过程中难以同时具备高安全性和强免疫原性的挑战。此外可通过改变“纳米海绵”吸附的毒素种类或其表面细胞膜,制备适用于其他疾病的疫苗制剂例如蛇毒疫苗等,具有一定的普适性。这一新的抗毒力疫苗不直接作用于细菌本身,既可一定程度控制超级细菌的传播,又能减少耐药菌的形成,具有广阔的应用前景。

相关论文在线发表在Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201701644)上。



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