密歇根州立大学的创新疫苗研究：从野生动物到公共卫生的广泛影响

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密歇根州立大学的创新疫苗研究：从野生动物到公共卫生的广泛影响

近年来，密歇根州立大学（2024USNews美国大学排名：60）（Michigan State University，简称MSU）的研究人员在疫苗开发和传递平台方面取得了显著进展，特别是在野外动物接种疫苗以对抗结核病和其他传染病方面。由密歇根州立大学兽医学院研究与研究生院副院长Srinand Sreevatsan领导的科学家团队，获得了美国农业部的资助，致力于开发和测试创新的疫苗和传递平台，以预防游荡的白尾鹿患上牛结核病。这一研究不仅在动物健康领域具有重要意义，还可能对人类公共卫生产生深远影响。

野外动物疫苗接种的背景与意义

密歇根州自然资源部（DNR）与密歇根州立大学和美国农业部动植物卫生检验服务（USDA-WS）合作，在阿尔皮纳县进行了一项野生鹿口服牛结核病（bTB）疫苗的研究。该研究旨在开发新工具来管理bTB，这种传染病不仅影响动物，也对人类健康构成威胁。密歇根州的bTB区域包括阿尔科纳、阿尔皮纳、蒙特莱西、奥斯科达和普雷斯克岛县。研究始于2016年，通过空间建模和鹿试验，探索野生鹿口服疫苗的可行性。疫苗投放单位（VDUs）被放置在阿尔皮纳县的15个位置，监测鹿的接种情况。研究结果将有助于减少或消除密歇根州野生鹿中bTB的存在，为长期目标——bTB根除提供新工具。

这一研究的成功不仅有助于保护野生动物的健康，还能防止疾病传播给家畜和人类，从而在更广泛的公共卫生领域产生积极影响。

创新疫苗和传递平台的开发与测试

密歇根州立大学与哈佛医学院联手，开展了疫苗科学在抗击抗生素耐药性细菌（如MRSA）和其他感染中的作用研究。由于抗微生物药物的过度使用，病原体迅速对曾经有效的治疗产生抗药性。据世界卫生组织称，2019年全球超过100万人死于抗微生物药物耐药感染。研究人员开发了一种有望应对抗生素耐药细菌的疫苗候选者，并在最新的《自然通讯》研究中报告了这一突破，为应对这一全球威胁提供了帮助。

研究团队发现，通过创新的递送平台，他们的预临床疫苗配方在动物试验中对致命水平的葡萄球菌和MRSA提供了高水平的免疫力。研究人员还发现，他们的配方对肠道微生物组的生物化学影响很小。这一突破性递送平台还在癌症和阿片类成瘾等疫苗应用中取得成功。未来，研究团队将继续测试他们的新疫苗候选者，期待细菌疫苗在抗生素耐药斗争中发挥作用，减少抗生素使用，从而减少细菌发展耐药性的机会。

枯草芽孢杆菌孢子作为黏膜疫苗传递系统的应用

2018年3月12日，《免疫学前沿》杂志发表了一篇题为《通过枯草芽孢杆菌孢子粘膜递送融合蛋白增强卡介苗对结核病的保护》的研究文章。该研究由伦敦圣乔治医学院、德国Lionex GmbH公司和伦敦皇家霍洛威大学的研究人员合作完成。结核病（TB）是全球最致命的传染病，现有的唯一疫苗卡介苗（BCG）已有近百年历史，但其保护效果有限。

研究人员开发了一种新型疫苗Spore-FP1，该疫苗由枯草芽孢杆菌孢子与结核分枝杆菌抗原Ag85B、ACR和HBHA的融合蛋白（FP1）结合而成。研究在小鼠低剂量结核分枝杆菌气溶胶挑战模型中测试了Spore-FP1的效果。小鼠首先接受皮下卡介苗接种，然后进行Spore-FP1的粘膜加强免疫。结果显示，Spore-FP1显著增强了肺部对结核分枝杆菌的控制，表现为肺部细菌负荷减少。这与血清和肺粘膜表面抗原特异性IgG和IgA滴度升高有关。Spore-FP1免疫还在CD4+和CD8+细胞中产生了更强的抗原特异性记忆T细胞增殖，并增强了Th1、Th17和Treg型细胞因子的产生。粘膜免疫后，肺实质中发现了CD69+CD103+组织驻留记忆T细胞（Trm），证实了粘膜递送的优势。

这一研究表明，枯草芽孢杆菌孢子作为黏膜疫苗传递系统具有巨大的潜力，不仅可以增强现有疫苗的效果，还可以开发新的疫苗来应对其他传染病。

灵活疫苗传递平台对公共卫生的广泛影响

2024年1月9日，npj Genomic Medicine发表了一篇题为《打破RNA的模具——生命科学的“RNAissance”》的文章。文章指出，过去十年中，RNA治疗从一个有前途的概念发展成为医疗和制药领域最令人兴奋的前沿之一。随着基因工程和递送系统的进步，RNA领域正进入一个被称为“RNAissance”的复兴时期。然而，这种复兴的速度前所未有，需要一种不同的思维方式来实现其全部潜力。

文章提供了对RNA医疗产品领域的前瞻性观点，以及这一革命性技术平台可能带来的长期创新和政策转变。文章回顾了RNA分子在生物学中的角色演变，从最初认为它是DNA和蛋白质之间的被动中介，到现在认识到它在各种生物过程中是一个重要、动态和活跃的组成部分。RNA治疗的潜力主要在于它与传统药物策略的不同。RNA治疗可以靶向基因组中的任何基因，包括那些不编码蛋白质但仍与疾病有关的基因。RNA治疗的生产过程灵活且快速，序列编辑通常只需将新序列输入连接到合成器的计算机软件中。

文章还回顾了mRNA疫苗的发展历史，指出尽管mRNA疫苗在2020年成为家喻户晓的名字，但其发展并非一蹴而就。mRNA的发现可以追溯到20世纪60年代，但直到90年代才被探索为可能的治疗手段。文章提到，辉瑞公司在2018年与BioNTech合作开发mRNA平台用于流感疫苗。尽管最初对mRNA的不稳定性和高生产成本存在担忧，但科学突破帮助克服了这些限制，使mRNA在递送、制造、安全性和合成修饰方面取得了实质性进展。

COVID-19大流行提供了一个真实世界的情境，使mRNA疫苗得以在全球范围内快速评估。不到一年，两种COVID-19 mRNA疫苗获得了美国食品药品监督管理局（FDA）的紧急使用授权。文章指出，mRNA技术的验证和当前RNA技术的进步将推动RNA医疗产品领域的进一步发展，包括重新审视监管路径和改变制药公司的商业模式。

文章还讨论了RNA的多功能性，使其成为药物开发的有吸引力分子，并概述了六大类RNA治疗和疫苗：反义寡核苷酸（ASOs）、小干扰RNA（siRNAs）、微RNA（miRNAs）、适配体、mRNAs和CRISPR。文章强调，RNA技术的进步和递送系统的改进将是RNA技术未来持续扩展的关键。

综合总结

密歇根州立大学在疫苗开发和传递平台方面的研究，不仅在动物健康领域取得了显著进展，还为人类公共卫生带来了新的希望。通过与哈佛医学院等机构的合作，MSU的研究人员开发了创新的疫苗和传递平台，展示了其在抗击抗生素耐药性细菌和其他传染病中的潜力。枯草芽孢杆菌孢子作为黏膜疫苗传递系统的应用，进一步证明了这一平台的灵活性和广泛适用性。

此外，RNA治疗和mRNA疫苗的发展，展示了基因工程和递送系统的进步如何推动医疗和制药领域的创新。COVID-19大流行期间mRNA疫苗的成功应用，验证了这一技术的潜力，并为未来的疫苗开发和公共卫生应对提供了宝贵的经验。

总之，密歇根州立大学的研究不仅在科学和技术上取得了重要突破，还为全球公共卫生带来了新的希望和可能性。通过持续的研究和创新，我们有望在未来应对更多的传染病和公共卫生挑战，为人类健康和福祉做出更大的贡献。