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美科学家研发金属有机框架疫苗

接种疫苗是对抗疾病的最好方法。不过,很多疫苗在暴露于室温或高温时会失效。在电力不可靠的欠发达国家,医生一直在为注射完全有效的疫苗而努力,因为在这里,将疫苗从生产商供应给病人的“冷链”可能被打断。即便是在更发达地区,80%的疫苗生产和配送成本同冷藏相关。这些挑战妨碍了病人获取拯救生命的免疫接种,并且增加了全球性流行病的风险。

在7月22日至24日于加拿大多伦多举行的美国结晶学会年会上,美国得克萨斯大学助理教授Jeremiah Gassensmith描述了其实验室在研制金属有机框架(MOF)疫苗方面所做的工作。这种新的具有生物相容性的聚合物框架能把蛋白质“冷冻”在疫苗内。随后,蛋白质在被注射进人类皮肤中时溶解。这一创新或能帮助卫生保健提供者在电力不可靠的偏远地区运送、注射疫苗。

“MOF疫苗是一种晶体,含有像流感病毒表面上的蛋白质一样的抗原。只不过它们被冷冻在晶格内,以确保其不会变性或者改变形状。”Gassensmith解释说。MOF含有同有机键结合在一起的金属离子团簇。这种结构就像积木,并且实现了对孔径大小、形状和功能的更多控制。

和像二氧化硅一样的人工包裹物相比,MOF的结构优势使其在室温下表现得更好。尤其是MOF能作为半渗透屏障发挥作用,从而运送像蛋白质或者疫苗抗原一样的生物物质。

更重要的是,MOF在很多溶剂(比如水)中能保持稳定,但在像人类皮肤一样的低pH值环境中会溶解。这是经皮肤疫苗注射的额外优势,因为皮肤含有能帮助激活疫苗的免疫细胞,同时其酸性能帮助MOF溶解。

研究人员通过一个被称为仿生矿化的过程合成了这种MOF。该过程基于形成诸如骨头、贝壳等天然材料的生物矿化过程。在生物矿化领域,研究人员探寻的是阴离子蛋白质表面如何吸引金属阳离子。

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