本文聚焦微針經(jīng)皮疫苗接種技術(shù)，介紹了疫苗接種的重要性、傳統(tǒng)接種方式的局限，闡述微針技術(shù)原理、類型（如固體、空心、涂層微針等）及優(yōu)勢(shì)（如便捷、高效、熱穩(wěn)定性好），分析其在不同疫苗中的應(yīng)用、面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)（如安全、制造等問(wèn)題），探討未來(lái)發(fā)展前景，展現(xiàn)出該技術(shù)在疫苗接種領(lǐng)域的變革潛力。

一、疫苗接種：守護(hù)健康的關(guān)鍵防線

疫苗接種是現(xiàn)代預(yù)防醫(yī)學(xué)對(duì)抗傳染病的有力武器，每年能預(yù)防 200 - 300 萬(wàn)人死亡，潛在可避免 350 - 500 萬(wàn)人死亡 。疫苗通過(guò)激發(fā)人體免疫反應(yīng)，產(chǎn)生抗體對(duì)抗病原體，其種類多樣，包括全病原體、亞單位、基因構(gòu)建體和病毒載體疫苗等 。不過(guò)，當(dāng)前疫苗接種面臨諸多挑戰(zhàn)，如冷鏈成本高昂、針頭相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)（像醫(yī)護(hù)人員針刺傷、公眾對(duì)針頭的恐懼）以及口服疫苗的胃腸道降解問(wèn)題等。

疫苗接種途徑主要有腸胃外給藥（如肌肉、皮下、皮內(nèi)注射）和黏膜給藥（如鼻內(nèi)、口服、直腸給藥）（圖 1）。腸胃外給藥生物利用度高，但有諸多弊端；黏膜給藥能激發(fā)黏膜和全身免疫，但也存在問(wèn)題，比如口服疫苗易被胃腸道降解 。

二、皮膚：疫苗接種的新戰(zhàn)場(chǎng)

皮膚不僅是人體的天然屏障，還具備強(qiáng)大的免疫功能 。其包含多種免疫細(xì)胞，如朗格漢斯細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞，這些細(xì)胞能捕捉和呈遞抗原，啟動(dòng)免疫反應(yīng) （圖 2）。然而，皮膚的角質(zhì)層阻礙了大多數(shù)藥物和疫苗的穿透，傳統(tǒng)皮內(nèi)注射雖免疫原性強(qiáng)，但存在諸多問(wèn)題，如引起疼痛、操作不精準(zhǔn)等，這促使了創(chuàng)新給藥方法的研發(fā)。

三、微針技術(shù)：疫苗接種的創(chuàng)新之光

微針技術(shù)是一種創(chuàng)新的疫苗遞送系統(tǒng)，其靈感源自愛德華?詹納的皮內(nèi)接種策略 。微針高度在 50 - 2000μm 之間，能有效穿透角質(zhì)層，將抗原精準(zhǔn)遞送至表皮和真皮組織，激活免疫細(xì)胞，引發(fā)免疫反應(yīng) 。自 20 世紀(jì) 90 年代中期開始系統(tǒng)研究以來(lái)，微針技術(shù)發(fā)展迅速，多種微針類型不斷涌現(xiàn)（圖 3）。

（一）微針的多樣類型及特點(diǎn)

1. 固體微針

   作為第一代經(jīng)皮遞送系統(tǒng)，通過(guò) “扎刺 - 貼片” 機(jī)制創(chuàng)建微觀通道，引導(dǎo)藥物滲透 。在多種疫苗遞送中表現(xiàn)出色，可增強(qiáng)免疫原性，但存在需要兩步給藥、可能殘留金屬等問(wèn)題 。

2. 空心微針

   類似微型注射針，通過(guò)內(nèi)部通道輸送藥物，能實(shí)現(xiàn)較大體積藥物的連續(xù)給藥 。不過(guò)，其制造復(fù)雜，使用中可能出現(xiàn)堵塞、滲漏和針頭斷裂等問(wèn)題 。

3. 涂層微針

   在固體微針結(jié)構(gòu)上涂覆治療劑，具有快速釋藥、生物利用度高的優(yōu)勢(shì) 。但涂層藥物分布不均、載藥量有限，臨床轉(zhuǎn)化面臨挑戰(zhàn) 。

4. 溶解微針

   由水溶性、生物可降解材料制成，“扎刺 - 釋放” 過(guò)程簡(jiǎn)單，能持續(xù)釋放藥物，且穩(wěn)定性好，可在常溫下保存疫苗 。不過(guò)，其載藥量也有一定限制 。

5. 膨脹微針

   能通過(guò)控制溶脹機(jī)制給藥，還可用于診斷，吸收間質(zhì)液獲取生物標(biāo)志物 。在疫苗接種方面的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究 。

6. 多孔微針

   具有微 / 納米級(jí)通道網(wǎng)絡(luò)，載藥能力強(qiáng) 。但材料成本高、制造工藝復(fù)雜，阻礙了其大規(guī)模應(yīng)用 （圖 4）。

（二）微針接種的顯著優(yōu)勢(shì)

微針接種相比傳統(tǒng)針頭注射器有諸多優(yōu)勢(shì) 。它能減少神經(jīng)刺激，實(shí)現(xiàn)無(wú)痛給藥，降低職業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)，方便自我給藥，尤其適合資源有限地區(qū) 。同時(shí)，微針可優(yōu)化劑量，提高免疫原性，增強(qiáng)疫苗穩(wěn)定性，減少冷鏈依賴 。

（三）微針接種面臨的挑戰(zhàn)

盡管微針技術(shù)前景廣闊，但仍面臨不少挑戰(zhàn) 。在安全方面，疫苗生產(chǎn)和儲(chǔ)存的質(zhì)量控制、滅菌過(guò)程對(duì)疫苗完整性的影響以及皮膚免疫反應(yīng)引發(fā)的局部反應(yīng)等問(wèn)題需要解決 。此外，疫苗穩(wěn)定性、載藥量以及制造過(guò)程中的材料浪費(fèi)等問(wèn)題也亟待攻克 。

四、微針在不同疫苗中的應(yīng)用成果

微針技術(shù)適用于多種疫苗，包括活減毒疫苗、滅活疫苗、基于病原體成分的疫苗（如 DNA 疫苗、RNA 疫苗、蛋白亞單位疫苗、病毒樣顆粒疫苗）等 。研究表明，微針接種在多種疾病疫苗（如麻疹、脊髓灰質(zhì)炎、結(jié)核病、HIV、流感、COVID - 19）中都展現(xiàn)出良好效果，能產(chǎn)生與傳統(tǒng)接種方式相當(dāng)甚至更優(yōu)的免疫反應(yīng) 。

五、微針技術(shù)的綜合考量

1. 安全性

   微針接種后皮膚屏障通常在 48 小時(shí)內(nèi)恢復(fù)，但對(duì)老年和免疫缺陷人群的安全性仍需進(jìn)一步研究 。材料選擇對(duì)安全性影響重大，聚合物材料相對(duì)更安全 。

2. 有效性

   納米載體介導(dǎo)的微針疫苗遞送可增強(qiáng)免疫效果，選擇合適的佐劑也能提升免疫反應(yīng) 。不過(guò)，目前缺乏統(tǒng)一的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，免疫機(jī)制也有待深入研究 。

3. 可接受性

   患者對(duì)微針接種的接受度較高，尤其是自我給藥的便利性備受青睞 。但皮膚并發(fā)癥、公眾認(rèn)知度等問(wèn)題限制了其廣泛應(yīng)用 。

4. 成本效益

   微針接種在整個(gè)疫苗價(jià)值鏈上具有成本優(yōu)勢(shì)，可降低冷鏈、醫(yī)療廢物處理和人員培訓(xùn)等成本 。經(jīng)濟(jì)分析顯示，其有望節(jié)省大量成本 。

5. 施用器和佩戴時(shí)間

   微針接種需要精確的施用器確保穿透效果，不同微針類型的佩戴時(shí)間差異較大 。在商業(yè)化前，還需解決安全評(píng)估、熱穩(wěn)定性等一系列問(wèn)題 。

6. 微針尺寸

   微針的尺寸對(duì)皮膚穿透效率和藥物遞送效果至關(guān)重要 。但由于治療藥物、病理?xiàng)l件和個(gè)體皮膚差異，目前難以確定標(biāo)準(zhǔn)化的微針結(jié)構(gòu) 。

7. 微針制造

   多家公司正在研發(fā)微針疫苗產(chǎn)品，但制造過(guò)程面臨優(yōu)化和成本控制的挑戰(zhàn)，滅菌技術(shù)也是一大難題 。

8. 監(jiān)管

   美國(guó) FDA 將微針陣列歸類為藥物 - 器械組合產(chǎn)品，監(jiān)管嚴(yán)格，需滿足多項(xiàng)要求 。

9. 可持續(xù)性

   微針技術(shù)需考慮環(huán)境可持續(xù)性，可生物降解和可溶解的微針系統(tǒng)更具優(yōu)勢(shì) 。

10. 公司研發(fā)情況

    許多公司在積極研發(fā)微針疫苗產(chǎn)品，涵蓋多種微針類型和疫苗種類（表 1）。

    
    

微針技術(shù)在臨床前和臨床試驗(yàn)中都取得了顯著進(jìn)展 。臨床前研究顯示，微針能有效遞送多種疫苗，且穩(wěn)定性良好；臨床試驗(yàn)也證實(shí)了其安全性、免疫原性和患者可接受性 （表 2）。

未來(lái)，微針技術(shù)有望借助 3D 打印等先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，降低成本 。同時(shí)，與其他技術(shù)（如光動(dòng)力療法、低頻超聲導(dǎo)入、離子電滲療法、電穿孔技術(shù)）結(jié)合，可進(jìn)一步提升其性能 。在全球疫苗接種需求不斷增長(zhǎng)的背景下，微針技術(shù)將在解決健康不平等問(wèn)題、應(yīng)對(duì)傳染病爆發(fā)等方面發(fā)揮重要作用 。

七、總結(jié)：微針技術(shù)，開啟疫苗接種新時(shí)代

微針經(jīng)皮疫苗接種技術(shù)憑借其獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為疫苗接種帶來(lái)了新的希望 。盡管目前還面臨一些技術(shù)和監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)，但隨著研究的深入和技術(shù)的進(jìn)步，微針技術(shù)有望成為疫苗接種的主流方式，為全球健康事業(yè)做出更大貢獻(xiàn) 。

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撰寫| 藥時(shí)空

校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea

編輯 設(shè)計(jì)| Alice