作者:达拉斯德克萨斯大学斯蒂芬·丰特诺
大肠杆菌
信用:落基山实验室，国家卫生研究院 德克萨斯大学达拉斯分校的研究人员正在研究使用全细胞疫苗来对抗尿路感染(UTI)，这是解决日益严重的抗生素耐药性细菌问题的努力的一部分
博士；医生
妮可·德·尼斯科，生物科学助理教授
化学和生物化学副教授Jeremiah Gassensmith最近展示了使用金属有机框架(MOFs)来封装和灭活整个细菌细胞，以创建一个“仓库”，使疫苗在体内持续更长时间
由此产生的研究，发表在9月9日的网上
21发表在美国化学学会的《ACS Nano》杂志上，表明与标准的全细胞疫苗制备方法相比，这种方法在小鼠中产生了显著增强的抗体产量和显著更高的存活率
德尼斯科说:“疫苗接种作为复发性尿路感染的治疗途径正在被探索，因为抗生素不再有效。”
“患者正在失去膀胱来挽救他们的生命，因为抗生素不能杀死细菌，或者因为对抗生素极度过敏，这在老年人群中比人们可能意识到的更常见
" 美国泌尿科协会估计，全世界每年发生1.5亿例尿路感染，占医疗支出的60亿美元
如果治疗不成功，UTI病会导致败血症，这可能是致命的
德·尼斯科说，复发性UTI主要被认为是一个女性健康问题，尽管它很常见——尤其是在绝经后的女性中——但很多女性并不经常谈论它
德尼斯科说:“随后的每一次感染都变得更加难以治疗。”
“即使你清除了膀胱中的细菌，细菌种群仍会在其他地方存活，并且通常会对所使用的抗生素产生耐药性
当患者累积抗生素耐药性时，他们最终将没有选择
" 德尼斯科对老年妇女尿路感染如何发展和复发的持续探索得到了最近五年1美元的资助
美国国立卫生研究院拨款300万英镑
德尼斯科与加森史密斯的合作始于2018年底，此前她在一个校园安全协议委员会上做了一个关于UTI微生物学的报告
加森史密斯说:“后来，我们谈到了我的研究小组的想法，即通过在这个缓释仓库中保存抗原来创造更好的全细胞疫苗。”
“当时，我们没有真正的模型来测试它，我认为UTI提供了一个非常好的机会
" 疫苗的工作原理是将少量杀死的或减弱的致病细菌或其某些成分引入体内
这些抗原促使免疫系统产生针对特定疾病的抗体
构建针对致病细菌的疫苗本来就很困难，因为细菌比病毒大得多，也更复杂
选择用于产生抗原的生物成分一直是一个重大挑战
加森史密斯说，因此，使用整个细胞比只选择一部分细菌更好
他说:“我们把整个厨房的水槽都扔向他们，因为当你的身体受到感染时，通常会看到这种情况。”
然而，全细胞方法有其自身的问题
加森史密斯说:“使用全细胞死亡细菌的疫苗没有成功，因为这些细胞在体内的持续时间通常不足以产生长期、持久的免疫反应。”
“这就是我们MOF抗原库的原因:它允许完整的、死亡的病原体在组织中存在更长时间，就像它是一种感染一样，以便引发全面的免疫系统反应
" 加森史密斯团队开发的金属有机框架将单个细菌细胞封装并固定在结晶聚合物基质中，不仅能杀死细菌，还能保护和稳定死亡细胞，使其免受高温、潮湿和有机溶剂的侵害
在他们的实验中，研究人员使用了大肠杆菌菌株
没有针对这种细菌的任何致病菌株的疫苗
尿致病性大肠杆菌
大约80%的社区获得性尿路感染是由大肠杆菌引起的
加森史密斯说:“当我们用致命的细菌注射来挑战这些老鼠时，在它们接种疫苗后，我们几乎所有的动物都活了下来，这比传统的疫苗方法要好得多。”
“这个结果被重复了多次，我们对它的可靠性印象深刻
" 尽管这种方法还没有在人体上进行过测试，但德尼斯科表示，它有可能帮助数百万患者
德尼斯科说:“这项关于UTI的研究证明了一个概念，即全细胞疫苗在这种极端、致命的脓毒症模型中更有效。”
“证明这种方法对复发性UTI有效将是一个重大突破
" 除了反复发作的UTI或尿脓毒症，研究人员认为抗原库法可以广泛应用于细菌感染，包括心内膜炎和结核病
“我们正致力于将这种方法转化为结核病，这是一种非常不同的生物体，但与尿致病性大肠杆菌相似
大肠杆菌，当它进入组织时，它会停留，然后复发，”加森史密斯说
“这需要一种新的思维方式来思考疫苗应该如何发挥作用
“疫苗技术已经有大约两个世纪的历史，但它的发展却少得惊人
我们希望我们的平台能够利用现有的、研究充分的病原体来创造更有针对性和工程化的免疫反应
"
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