不再打针了？六项可能改变我们接种方式的技术

一个多世纪以来，大多数疫苗都是通过针头和注射器进入人体的。但疫苗接种的未来可能根本不会涉及疫苗接种。

从皮肤贴片、鼻喷剂到可食用植物和吸入式粉末，研究人员正在尝试替代方式将疫苗注入体内，希望使其更容易分发、侵入性更低，并且能更好地阻断感染进入点。

MAP 在那些因缺乏受过培训的医护人员、浪费以及运输过程中难以保持液体疫苗冷藏而受阻的地区，可能具有变革性。

以下是六项可能改变我们接种疫苗方式的创新，其影响从低收入国家的疫苗获取到未来全球卫生紧急事件中疫苗部署的速度等方方面面。

1. 疫苗贴片

微阵列贴片（MAP）是一种小型粘贴片，上面镶嵌着数百甚至数千个微小突起，能够无痛地将疫苗注入富含免疫细胞的皮肤上层。

由于疫苗成分是在这些突起上或内部干燥的，MAPs 比传统液体疫苗更小、更轻，且可能更能抵抗温度波动，便于运输和储存。

疫苗也可能更容易被有针头恐惧症的人接受，且更容易施打——甚至自行接种——这也增加了在疫情爆发或大流行期间加快大规模疫苗接种运动的可能性。

MAP 在那些因缺乏受过培训的医护人员、浪费以及运输过程中难以保持液体疫苗冷藏而受阻的地区，可能具有变革性。

鉴于这一潜力， 疫苗创新优先战略（VIPS）联盟 ——由 Gavi、世界卫生组织（WHO）、联合国儿童基金会、PATH 和盖茨基金会合作——最近确定了 11 个在低收入国家具有最大公共卫生影响的疫苗贴片，包括麻疹-风疹、出生时接种的乙型肝炎、结核病和 HPV 的疫苗贴片。

由美国疾病控制与预防中心和佐治亚理工学院的研究人员开发的一种麻疹-风疹 MAP 疫苗，已在冈比亚的一项试验中显示出良好前景，家长和医护人员报告了高度接受度。

2. 鼻喷剂和吸入疫苗

呼吸道疫苗旨在阻止许多呼吸道病毒和细菌最初进入人体的感染：鼻腔和气道。

与传统注射主要在血液中产生免疫反应不同，鼻喷剂和吸入式疫苗旨在直接刺激黏膜表面的免疫力：这些黏膜覆盖着身体许多内部通道和器官，包括鼻子、口腔、喉咙、气道和肺部。

这包括触发一种称为免疫球蛋白 A（IgA）的抗体，帮助在病毒感染细胞前拦截这些表面的病毒，以及传统疫苗同样能激发的更广泛的免疫反应。

除了降低接种者的疾病风险外，呼吸道疫苗还可以通过直接在气道激发免疫反应来帮助遏制传播，从而有可能减少病毒复制，缩短病毒脱落，并降低后续传播的风险。

呼吸道疫苗在新冠疫情期间再次引起了关注。尽管注射疫苗在预防重症方面非常有效，但它们阻止传播的能力较差。研究人员目前正在开发针对多种病原体的呼吸道疫苗，包括流感、新冠病毒、呼吸道合胞病毒（RSV）和结核病。

他们还在探索多种递送平台，因为虽然鼻喷剂对首次在上呼吸道建立感染的病毒特别有用，但吸入气溶胶可能有助于在肺部更深处增强免疫力。

还有实际考虑因素。例如，干粉制剂可能比液体疫苗更易于储存和运输。

3. 疫苗药丸和可食用植物

口服疫苗并非新鲜事物：自 20 世纪 60 年代引入以来，口服脊髓灰质灰质炎疫苗已帮助全球数十亿儿童获得免疫。

近年来，口服疫苗也被开发出来用于防治霍乱 、 轮状病毒和伤寒。与呼吸道疫苗类似，这些方法旨在刺激黏膜和全身免疫，通过靶向具有广阔表面积和大量驻留免疫细胞的肠道黏膜。

口服疫苗的吸引力还在于它们可能不需要受过培训的医护人员或严格的冷藏，这有可能简化疫苗分发并降低大规模免疫运动的成本。

鉴于这些优势，研究人员正在开发新一代口服疫苗，针对更广泛的靶点，包括针对诺如病毒、 人乳头瘤病毒（HPV）、爱泼斯坦-巴尔病毒、新冠病毒和流感的实验性疫苗。

除了液体配方外，还在努力开发口服疫苗胶囊和药丸以及食用疫苗，这些疫苗通过基因工程改造，在生菜、西红柿或水稻等作物组织中产生疫苗抗原供食用。

一个主要障碍是消化系统设计用来分解异物，这意味着疫苗成分必须在到达肠道免疫细胞之前，先通过胃酸和消化酶存活。

为克服这一问题，科学家们正在探索只有进入肠道后才会溶解的保护涂层，以及工程化的细菌、酵母和纳米颗粒递送系统，这些系统可以保护疫苗成分免受胃酸和消化酶的侵害，同时帮助将其运输到肠道中的免疫细胞。

另一种策略是口服疫苗与无害细菌同时接种，这些细菌有助于排挤肠道内致病微生物——这种方法被称为 “微生物园艺 ”。科学家希望这能提升口服疫苗对细菌肠道感染的有效性。

4. 无针注射

传统注射通过针头刺穿皮肤并将疫苗注入体内，而无针注射器则通过皮肤表面推动狭窄且高压的液体流。

这些物质要么被输送到富含免疫细胞的表皮和真皮层，要么深入脂肪或肌肉内部。除了减少针头相关的恐惧和焦虑外，它们还能消除医护人员针刺伤，简化医疗锐器废弃物的处理。

尽管迄今仅有少数无针疫苗产品获得监管批准，但对该技术的兴趣正在迅速增长，针对流感、HPV、HIV 和 COVID-19 的实验性疫苗目前正通过无针传递系统进行测试。

尽管有潜力，但仍存在若干技术挑战。其中之一是确保疫苗成分在高压下保持稳定，这对于脆弱的疫苗如 mRNA 和蛋白质制剂尤其存在，因为它们容易被高温和压力损坏。

精确控制疫苗渗透深度又是一个障碍，因为注射过浅可能引发免疫反应较弱，而注射过深则可能损伤组织。个体间皮肤厚度的差异，尤其是儿童和老年人，进一步增加了分娩的复杂性。

为克服这些障碍，研究人员正在开发添加剂和冻干技术，以帮助稳定和保护疫苗成分在注射过程中的效果。

配备压力传感器和反馈系统的“智能”喷油器也在开发中，以帮助实时调整喷油深度和力度。

5. 电击增强刺拳

并非所有疫苗递送创新都专注于替代注射器。有些只是为了提高注射疫苗的效果。

基于 DNA 的疫苗在人类中仍相对较新，尽管基于该技术的新冠疫苗于 2021 年在印度获得监管批准。

与基于 mRNA 的疫苗类似，其理念是传递遗传指令，促使身体自身细胞产生病毒或细菌蛋白，并训练免疫系统识别这些蛋白质。

然而，由于 DNA 在物理上比 RNA 更坚固，DNA 疫苗可能更容易储存和运输，并且更兼容喷射注射器和干式配方等技术。挑战在于如何将足够的 DNA 输送到细胞中，以产生强烈的免疫反应。

电穿孔术可能有帮助。该技术通过短暂的电脉冲在疫苗注射后暂时打开细胞膜上的微小孔隙，使更多 DNA 进入细胞。

研究人员希望这能提高 DNA 疫苗的有效性，同时减少每剂所需疫苗的数量，从而在疫情爆发或大流行期间进一步延长疫苗供应，尽管所需的额外设备可能会使大规模部署变得复杂。

6. 干疫苗

支撑许多创新的关键技术是开发出对冷藏依赖较低以保持有效性的干疫苗。

其中一种疫苗已经存在：黄热病疫苗，它是以冻干形式制造，并在注射前重新合成。

然而，研究人员现在正尝试开发新一代干疫苗，这些疫苗在高温下能保持更长时间的稳定，并且可以以更多种方式传递。

这种配方比液体疫苗更小更轻，可能简化疫苗的运输和储存，尤其是在低收入国家或冷藏不可靠的疫情期间。

研究人员正在开发多种干疫苗技术，包括冻干制剂、 喷雾干燥颗粒和薄可溶解薄膜 。这些配方可以被掺入微阵列贴片中， 吸入或吸入鼻腔，或以胶囊或片剂形式吞服 。

另一个障碍是，在不损害活性成分的情况下干燥疫苗在技术上可能非常困难，尤其是对于像 mRNA 疫苗这样脆弱的平台。

为克服这一问题，科学家们正在探索保护性糖类、聚合物和纳米颗粒配方，以稳定疫苗成分并保持其有效性。