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　　在最近一项研究中，康奈尔大学研究人员为传染病纳米疫苗开发的一类新的生物材料有效地提高了与肠道细菌相关的代谢紊乱的小鼠的免疫力。

　　该研究首次探索了纳米材料，免疫反应和微生物组之间的相互关系，这是一个日益重要的研究领域。“本文重点介绍了微生物组如何影响我们的工程疫苗以及我们如何通过开发先进材料来克服这些问题，”生物医学工程学院助理教授Ankur Singh说。 相关文章发表在最近的《Science Advanced》杂志上。该论文的第一作者是Matthew Mosquera，他是一名工程博士生。

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　　全世界超过三分之一的美国人和四分之一的人患有代谢综合征，这是一种针对包括肥胖，炎症和胰岛素抵抗在内的多种疾病的“保护伞”。肠道微生物组是导致代谢综合征的因素之一，研究人员对微生物组诱导的代谢综合征感兴趣，因为有证据表明微生物组和代谢紊乱与免疫系统有关。

　　“从公共卫生的角度来看，了解微生物组如何影响未来的工程疫苗是至关重要的，”生物医学工程助理教授，该论文的共同作者Ilana Brito说。 “这项研究将为探索微生物组的特定成分如何改变免疫反应开辟新途径。在设计新疫苗时，设计对多种微生物组成有效的材料非常重要。”

　　先前的研究表明，传统的人类流感和脊髓灰质炎疫苗在由于肠道生物群落中断而导致代谢紊乱的小鼠中失败。 “这促使我们研究纳米疫苗会发生什么，它可能比可溶性疫苗更好，以更好地了解在肠道改变中发生的潜在肥胖和炎症的作用，”辛格说。

　　通常由纳米材料组成的纳米线虫可以被免疫系统中的细胞摄取，并且已经发现在临床前模型中诱导比传统可溶性疫苗更强的免疫力。但研究人员发现，由聚（乳酸  -共  -乙醇酸）（PLGA）制成的最广泛使用的纳米疫苗类型对于肠道引起代谢综合征的小鼠并不十分有效。当研究人员在小鼠身上测试PLGA纳米线虫时，即使添加了广泛使用的免疫增强剂，它也不像预期的那样成功。

　　“我们问道，有没有办法通过设计新的纳米材料疫苗来克服这种限制性反应？然后我们深入研究了一类调节免疫系统的新材料，吡啶官能化的聚（甲基丙烯酸2-羟乙酯）”新材料形成了具有蛋白质抗原的稳定纳米凝胶，发现其在肠道引发的代谢综合征条件下是有效的。

　　“这项研究很重要，因为它表明这些纳米凝胶可以提供抗原和佐剂，而不需要额外的免疫增强剂，这可能有助于它们更强的免疫激活和克服疾病或改变的微生物组所施加的限制的能力。