通过可溶解性皮肤贴片递送的疫苗

可溶解微针皮肤贴片如何工作？

皮肤是我们身体与外界的屏障;调节进出的物质。研究人员可以利用皮肤对入侵病原体做出反应的自然能力。可溶解的微针可以将疫苗直接输送到真皮层和驻留在那里的免疫细胞，但“微针”一词有点误导。

微针实际上是邮票大小的斑块，由大约 100 个微观锥体组成。这些视锥细胞被称为微针，仅仅是因为它们可以穿透皮肤，但它们不像肌肉注射针那样疼痛。微针贴片的质地被描述为感觉像猫的舌头。

虽然有许多微针配方正在研究中，但它们通常由糖和盐溶液组成。皮肤自然允许糖和盐进入体内。任何类型的疫苗，无论是蛋白质、覆盖在脂质纳米颗粒中的mRNA还是病原体的其他细胞成分，都可以添加到糖和盐溶液中并干燥。一旦将微针涂抹在皮肤上，患者皮肤中的水分就会溶解微针并吸收疫苗成分。皮肤中的免疫细胞，称为抗原呈递细胞（APC），然后识别疫苗的外来颗粒并激活B细胞和T细胞。在几周内，这些细胞会产生防止未来病原体入侵所必需的记忆。记忆细胞将是全身性的，可以识别全身的病原体以及通过皮肤或粘膜进入的病原体。

为什么可溶解的皮肤贴片比针头更适合注射疫苗？

微针可防止传播和感染

肌内注射疫苗使用针头将疫苗（例如病原体遗传物质或抗原）输送到大肌肉群，通常是上臂。这种类型的疫苗递送可有效防止感染发生并引起疾病，但病原体必须在体内，免疫系统才能识别它。这是您在接种疫苗后仍可能感染 COVID-19 或流感的原因之一。

另一方面，可溶解的微针贴片将疫苗输送到皮肤，触发皮肤中的免疫反应。然后，身体学会在我们的皮肤和粘膜以及体内寻找这种病原体。例如，通过飞沫传播并通过粘膜进入的病原体将在呼吸道细胞中扎根之前被识别和中和。

重要的是，由于个体通常可以在出现症状之前传播病原体，因此通过皮肤接种疫苗来阻止病原体进入人体，还可以防止其复制到可扩散的水平并有效减少传播。

不幸的是，免疫系统并不总是能捕捉到入侵的病原体，即使它已经准备好寻找它们。使用可溶解的微针贴片接种疫苗可以使皮肤和粘膜注意入侵的病原体，但如果病原体穿过皮肤进入体内，宿主仍然受到保护。一旦皮肤中的 APC 识别出外来颗粒，APC 就会移动到淋巴结并激活 B 细胞和 T 细胞以产生全身免疫反应。可溶解的微针贴片具有独特的优势，既可以激活局部的皮肤保护，也可以激活全身保护。

与肌肉注射相比，微针引起的副作用更少

溶解微针贴片所需的时间由糖溶液的成分决定。微针贴片可以设计为在几分钟到几小时内溶解，比肌肉注射的释放速度更慢，肌肉注射一次用整个剂量的疫苗击中免疫系统，导致注射部位经常感到热、肿胀和疼痛。虽然这是一个积极的迹象，意味着疫苗正在被免疫系统识别，但它可能会让人感到不舒服。

此外，肌肉注射的局部免疫反应会引发全身免疫反应，这就是为什么接种疫苗后会流鼻涕、喉咙痛或头痛的原因。但是，通过可溶解的贴片缓慢递送疫苗可以引起免疫激活，而不会产生大规模的炎症反应，这意味着可溶解的微针疫苗递送可以产生有效的免疫反应，副作用更少。这些特性（有效性和副作用减少）已经针对微针贴片递送的各种疫苗进行了评估。

可溶解的皮肤贴片疫苗是无痛的

与传统的肌肉注射相比，可溶解性皮肤贴片疫苗接种的最后一个主要好处是没有疼痛。根据美国疾病控制与预防中心（CDC）的说法，接种疫苗的最大障碍之一是害怕与针头相关的疼痛。与可溶解微针相关的最痛苦是去除粘性贴片。

需要什么才能使可溶解的皮肤贴片疫苗成为现实？

总体而言，可溶解微针贴片比肌肉注射疫苗有很多好处，但美国没有使用这种递送方法的许可疫苗。

可溶解微针贴片面临的三个主要挑战仍然存在：剂量可变性、储存和无菌性。

剂量

微针设计用于穿透上皮和部分真皮皮肤层。一个人接种的疫苗量将取决于他们的皮肤厚度、皮肤中的水分含量以及疫苗的大小和溶解度。

虽然这种因人而异也是肌肉注射疫苗时面临的挑战，但可以通过遵循年龄和体重剂量建议来克服。这些建议将根据研发阶段和临床试验阶段积累的数据，为每种疫苗及其给药方式设定。

对于可溶解的微针递送疫苗，在研发阶段，将优化所使用的糖溶液类型（例如蔗糖或纤维素等）和递送的疫苗类型（mRNA、DNA 或蛋白质亚基等）。在临床试验阶段，一小群志愿者的安全性和有效性将允许量化剂量反应的人与人之间的差异。

存储

由于微针贴片的结构是在与皮肤接触时溶解的，因此它们必须存放在干燥的环境中，以便在给药前保持完整。在实践中，这可以像将贴片储存在干燥剂中或密封直至使用一样简单。

使用干糖和盐溶液携带疫苗可使大多数疫苗更加稳定，但最佳储存条件将取决于所输送的疫苗类型（例如 mRNA、DNA 或蛋白质亚基）。例如，微针贴片中的 mRNA 疫苗可能更稳定，但它们仍然需要冷冻，而微针中的一些蛋白质亚基疫苗可以在室温或标准冰箱中保存。

无 菌

疫苗开发的最后一个挑战是无菌。糖是人类和病原体的常见燃料来源。用糖构建可溶解的微针需要使用无菌技术和无菌储存来防止疫苗中的细菌生长。为了克服这一障碍，需要标准化的实验室实践和严格的生产后测试。这对食品和药品生产行业的许多领域来说都是一个挑战，许多技术可以用于生产可溶解的微针贴片。

与任何新技术一样，可溶解的微针皮肤贴片可能面临生产挑战，但其好处正在推动科学家开发这种新的疫苗递送平台。目前有许多疫苗处于临床试验阶段，可以通过可溶解的微针贴片递送，包括针对流感、MMR 和 SARS-CoV-2 的疫苗。请睁大眼睛，等待即将推出的无针疫苗。

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