细菌外膜可作为抗菌疫苗接种的平台

摘要：疫苗接种已经成为一种越来越有吸引力的预防抗生素耐药性感染的策略。基于革兰氏阴性菌外膜的纳米疫苗因其多抗原性和固有的免疫原性而备受关注。在这里，作者开发了由细菌外膜制成的细胞纳米片(OM-NDs)，作为抗菌疫苗接种的平台。使用铜绿假单胞菌作为模型病原体，得到的OM-NDs可以有效地与抗原提呈细胞相互作用，表现出加速摄取和提高免疫刺激能力。由于OM-NDs体积小，在体内给药后也能有效地运输到淋巴结。因此，该纳米疫苗可有效诱导针对铜绿假单胞菌的强效体液和细胞免疫反应。在肺炎小鼠模型中，OM-NDs免疫对随后的肺部感染提供了强大的保护，从而提高了生存率，减少了细菌负荷，缓解了免疫过度激活。总的来说，本报告说明了细胞纳米片的优势，它可以很容易地推广到其他病原体，并可能应用于其他生物医学应用。

铜绿假单胞菌在医院中引起多药耐药感染，被选为模型病原体。作者直接由细菌外膜制备的细胞纳米片(简称OM-NDs)代替人工合成的脂质双分子层用于抗菌疫苗接种；制备原理及表征如下图所示：

利用铜绿假单胞菌外膜囊泡(OMVs)与苯乙烯马来酸(SMA)共孵育形成OM-NDs。SMA共聚物通过其苯基嵌入膜脂酰链之间以及羧基与膜脂头的相互作用促进了纳米盘的形成。凝胶电泳证实，OM-NDs与原始omv具有相似的蛋白质结构。这表明，许多铜绿假单胞菌抗原可以作为潜在的疫苗靶点被保留在制造过程中。

在适应性免疫反应方面，作者首先评估了OM-NDs引发P. aeruginosa特异性抗体的能力。

免疫特性数据证实了OM-NDs在促进对抗感染的适应性细胞免疫反应方面是有效的。

鉴于铜绿假单胞菌通常感染气道和肺部，作者选择在肺炎小鼠模型中评估其预防效果。接种OM-ND降低了感染后肺部的促炎细胞因子水平，包括IL-6、IL-12、IL-17a和TNFα，这表明OM-ND纳米疫苗可以提供更好的保护，同时还能最大限度地减少过度的免疫激活。

总结：

1、成功地利用细菌外膜制备了一种有效的纳米疫苗，以防止细菌感染；

2、OM-NDs具有促进作用偏向Th1-和Th17-的细胞免疫；

3、作者设想，这种方法可以很容易地用于生产纳米疫苗，以预防其他致病性疾病。

参考文献：

Noh I, Guo Z, Zhou J, et al. Cellular Nanodiscs Made from Bacterial Outer Membrane as a Platform for Antibacterial Vaccination[J]. ACS nano, 2022.