“吃”出健康！科学家用酵母打造的口服疫苗，让肠道免疫“如虎添翼”

肠道黏膜是人体免疫系统的关键防线。它不仅能阻挡病原体入侵，还维持着肠道内微生物的平衡，对身体内环境稳定意义重大。肠道黏膜上的微褶细胞（M 细胞）和树突状细胞（DCs）等，像忠诚的卫士一样时刻监控肠道状况，一旦有病原体来袭，就迅速启动免疫应答。疫苗是预防传染病的重要手段之一，而黏膜疫苗因其能够在病原体初次感染的部位产生局部免疫反应，从而提供更有效的保护而备受关注。在众多黏膜疫苗中，口服疫苗因其便捷性和非侵入性而具有巨大的应用潜力。然而，口服疫苗面临着诸多挑战，如胃肠道的恶劣环境可能导致抗原降解，以及黏膜免疫系统的耐受性等。因此，开发能够有效激发肠道黏膜免疫反应的口服疫苗一直是科学家们的研究重点。

近日，华南理工大学邵丹研究员及其团队等在ACS NANO（IF：15.8）发表题为“Orally Antigen-Engineered Yeast Vaccine Elicits Robust Intestinal Mucosal Immunity”的研究性文章。利用工程化酵母作为载体，将抗原锚定在酵母表面，从而设计出一种可以口服的疫苗。

图1 文献基本信息

在该研究中，为满足对能够快速刺激粘膜免疫力的抗原展示疫苗的需求，作者首先通过将SARS-CoV-2的RBD与糖基磷脂酰肌醇（GPI）锚定融合，设计了一种膜锚定RBD酵母疫苗（YVm）。YVm的设计允许RBD抗原显示在酵母表面。作者还设计了分泌酵母疫苗（YV），其中RBD与不锚定在膜上的信号肽融合。在YVm中观察到的RBD分子量明显大于基于氨基酸序列的预测分子量，表明RBD的潜在糖基化，这对于其免疫原性是必不可少的。为了研究酵母疫苗中保存的 RBD 蛋白的抗原活性，评估了人血管紧张素转换酶2（ACE2）与来自 YVm或YVs的RBD蛋白之间的生物分子亲和力。结果表明来自YVm或YVs的RBD融合融合蛋白与ACE2表现出显著的结合亲和力，证实了表达的RBD保留了其生物活性。

为研究酵母疫苗在胃肠道中的命运，作者在给药后6、12和24小时通过口服强饲法向健康小鼠施用相同剂量的DiD标记的酵母疫苗。离体胃肠道分布分析表明，口服给药后6至12小时，酵母疫苗仍位于小肠中，尤其是回肠中。为了进一步阐明酵母疫苗在肠粘膜免疫细胞上的分布，对各种细胞类型进行了流式细胞术分析。数据显示，所有形式的酵母疫苗（YVcon、YVm和YV）都被M 细胞、B细胞（B220）和树突状细胞（CD11c MHCII）有效内化，酵母与M细胞、B 细胞和树突状细胞的显著共定位，表明疫苗可以被这些免疫细胞吸收。表明酵母疫苗可以被肠道相关免疫细胞有效捕获和识别，从而表明具有调节胃肠道内免疫反应的巨大潜力。

为了研究酵母疫苗对体内粘膜免疫的影响，作者对正常小鼠进行了试验前口服疫苗接种。结果提示口服RBD锚定酵母可以有效激活体液免疫反应，可能是通过PPs和MLN的这些关键免疫位点之间免疫细胞的协调激活和迁移。为评估口服疫苗接种3周后粘膜和系统部位的免疫球蛋白，测量肠道中的RBD特异性IgA和血清中的RBD特异性IgG。结果显示，用YVm免疫的小鼠表现出显著更高的抗RBD sIgA滴度，表明RBD锚定酵母促进了粘膜区域的体液免疫反应。作者进一步对接种YVm疫苗的小鼠的肠道组织进行了批量RNA测序，发现抗原锚定酵母疫苗显着刺激肠道粘膜适应性免疫B细胞反应，从而在增强疫苗在共同粘膜免疫系统内的疗效方面发挥关键作用。在证明了工程酵母作为粘膜疫苗的功效后，作者启动了对不同基于细胞的口服疫苗的比较分析，发现YVm在增强粘膜体液免疫反应方面优于其他细胞来源的口服疫苗。

该研究成功开发了一种基于酵母细胞壁的口服DNA疫苗，能够有效激发肠道黏膜免疫反应。通过靶向Dectin-1受体，这种疫苗不仅提高了抗原的稳定性和传递效率，还显著增强了免疫反应的强度。这一成果为黏膜疫苗的研究提供了新的思路和方法，有望推动口服疫苗在预防肠道传染病方面的应用。

这项研究的启示在于，通过巧妙利用酵母细胞壁的特性，可以设计出更有效的口服疫苗载体。未来的研究可以进一步探索这种疫苗在不同病原体中的应用潜力，以及如何优化疫苗的配方和剂量，以实现更广泛的免疫保护。此外，这种基于天然材料的疫苗载体还具有良好的生物相容性和安全性，为疫苗的临床应用提供了基础。总之，这项研究为开发下一代口服疫苗开辟了新的道路，有望为全球公共卫生事业做出重要贡献！