煙草在線據(jù)科學(xué)網(wǎng)報(bào)道　　據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)（Phys.org）2013年7月2日報(bào)道，科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)出四面體DNA骨架的尼古丁疫苗（如圖1所示）。圖1中綠色部分是一種四面體DNA結(jié)構(gòu)，帶有附加疫苗組成部分包括尼古丁半抗原、佐劑和輔助細(xì)胞抗原（T-helper epitopes）。

　　存在于茄科植物中的一種化學(xué)成分，是世界上最強(qiáng)的上癮物質(zhì)之一，它就是包含在煙草中的尼古丁，其實(shí)在卷煙中會(huì)發(fā)現(xiàn)尼古丁含量更高。吸煙仍是一個(gè)全球性的災(zāi)害， 科學(xué)家預(yù)計(jì)，目前世界上每年死于與吸煙有關(guān)的人數(shù)達(dá)300萬，到2025年這個(gè)數(shù)字將增至到1000萬，意味著吸煙是威脅人類健康的一大隱患。

　　美國亞利桑那州立大學(xué)生物設(shè)計(jì)研究所的Yung Chang和她的同事已經(jīng)啟動(dòng)了一項(xiàng)雄心勃勃的新研究項(xiàng)目，旨在以一種全新的方式攻克尼古丁依賴癥。他們從美國國家藥物濫用研究所獲得了330萬美元的研究經(jīng)費(fèi)支持，致力于研究嘗試設(shè)計(jì)一種疫苗使其對尼古丁具有免疫作用，使用納米結(jié)構(gòu)組裝DNA。DNA納米結(jié)構(gòu)能夠使合成疫苗的設(shè)計(jì)和構(gòu)建更加合理，因?yàn)樗梢跃芸刂撇煌目乖煞值姆胖谩＿@種方法可能會(huì)提供一種新策略來提高許多不同疫苗的功效。

　　Yung Chang是亞利桑那州立大學(xué)的一位免疫學(xué)家，一直在從事將關(guān)鍵疫苗組成并入到自組裝之中，即納米載體分子中的方法研究。她一直從事此技術(shù)的研發(fā)工作，而且與納米技術(shù)創(chuàng)新者嚴(yán)浩一起進(jìn)行合作研究，嚴(yán)浩是單分子生物物理學(xué)生物設(shè)計(jì)中心的一名研究人員，也是化學(xué)和生物化學(xué)系的杰出人士。加入亞利桑那州立大學(xué)這個(gè)由跨學(xué)科領(lǐng)域的研究人員組成的團(tuán)隊(duì)，其中包括免疫學(xué)研究人員、有機(jī)化學(xué)研究人員、DNA結(jié)構(gòu)化學(xué)(Sidney Hecht)和生物信息學(xué)研究人員，以及來自明尼蘇達(dá)大學(xué)研究尼古丁依賴藥理學(xué)的專家等，Paul Pentel教授和Mark LeSage教授領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究。為期3年的研究項(xiàng)目，該研究小組希望能識別出有前途的新尼古丁候選疫苗，并能夠?qū)⑵渫葡蚺R床試驗(yàn)研究階段。研究人員強(qiáng)調(diào)，如果他們的DNA納米技術(shù)方法證明是成功的，那么很有可能被應(yīng)用到未來疫苗的開發(fā)過程中，包括其他的藥物濫用、病原體或腫瘤抗原，從而在疫苗開發(fā)方面揭開全新的一頁。

　　致命的誘惑

　　在成癮藥物的王國，就其吸食人群數(shù)量而言，尼古丁可以說是首屈一指，影響面最廣。根據(jù)美國疾病控制中心提供的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，僅在美國因?yàn)槲鼰煂?dǎo)致每年大約有44.3萬人死亡，超過了人類免疫缺陷病毒(HIV)、違禁藥物的使用、飲酒、機(jī)動(dòng)車輛傷害、自殺和謀殺等死亡人數(shù)之和。卷煙和其它煙制品中的各種元素對于健康問題產(chǎn)生的負(fù)面影響，包括冠心病、中風(fēng)、心血管疾病、胃潰瘍、慢性肺部疾病和肺癌、胎兒腦損傷和胎兒發(fā)病率等，人們也不是不知曉其有害健康，而且由于對尼古丁產(chǎn)生很強(qiáng)的依賴，所以導(dǎo)致戒煙并不那么容易。其原因是人吸煙后，卷煙中的尼古丁能夠在幾十秒內(nèi)進(jìn)入血液，取代并抑制啡肽類物質(zhì)的產(chǎn)生，尼古丁帶來的快感與內(nèi)啡肽相似，因此長期吸食會(huì)導(dǎo)致對煙草里的尼古丁產(chǎn)生依賴。肽類物質(zhì)能起到調(diào)節(jié)人體的興奮和抑制作用，人的喜、怒、哀、樂、愉快、焦躁等均受到這些物質(zhì)的影響。現(xiàn)有的戒煙方法——從尼古丁貼片到12步戒煙法，從口香糖到實(shí)驗(yàn)藥物——一直在努力探索抑制尼古丁依賴的有效方法，但結(jié)果都不令人十分滿意。

　　現(xiàn)在市場上可以見到的戒煙產(chǎn)品五花八門，主要形式有尼古丁替代法的尼古丁貼片、戒煙茶、激光戒煙法、中草藥戒煙液、檳榔戒煙產(chǎn)品等等。就激光照射物理戒煙法而言，這是一種新型的純物理戒煙療法，對身體無害，無副作用，其原理在于使正常人的神經(jīng)系統(tǒng)分泌多種內(nèi)源性阿片類物質(zhì)，如β-內(nèi)啡肽及亮-腦啡肽等受到影響，從而達(dá)到降低對尼古丁的依賴性。

　　尋求免疫力

　　戒煙研究的創(chuàng)新努力已經(jīng)進(jìn)行了30多年，其最終目的還是利用人體的免疫系統(tǒng)來對付各種藥物上癮，包括尼古丁。基本的想法是刺激免疫反應(yīng)，使抗體能夠與尼古丁相結(jié)合。通過這種方式，大多數(shù)或所有攝入的尼古丁分子仍將隱藏在血液中，在大腦中無法達(dá)到其目標(biāo)，從而使其喪失了他們的上癮能力。雖然動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人體試驗(yàn)已經(jīng)證明尼古丁抗體的高水平與降低尼古丁依賴之間存在明確的相關(guān)性，但是戒煙疫苗的有效性包括節(jié)制吸煙的效果迄今令人失望。以這種方式安排疫苗成分，把免疫系統(tǒng)的B細(xì)胞，與其結(jié)合，進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部和誘導(dǎo)有效免疫仍然是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。

　　處于研究中的該技術(shù)完成了這一壯舉，利用DNA的堿基配對屬性即遺傳代碼的生物載體，通過將疫苗組成合理布置到納米結(jié)構(gòu)之中來實(shí)現(xiàn)。Hao Yan的實(shí)驗(yàn)室一直是處于在精心制作2-D和3-D DNA納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造的最前沿，而且這一迅速發(fā)展的領(lǐng)域時(shí)刻準(zhǔn)備著進(jìn)入生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。可設(shè)計(jì)的DNA納米結(jié)構(gòu)對于疫苗的基本成分提供了高精確度和微妙的控制，并有可能改善免疫原性、有效性和安全性。Yung Chang和她的研究團(tuán)隊(duì)將制造三種不同的候選DNA納米結(jié)構(gòu)，作為該疫苗活性成分的不同平臺。其中兩種將是由8臂和12臂的分枝狀DNA支架構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)，而第三種是DNA四面體結(jié)構(gòu)(見圖1)。這些納米結(jié)構(gòu)附加的每一個(gè)都將是幾個(gè)至關(guān)重要的疫苗成分：

　　尼古丁粒子被稱為半抗原，將用許多飾物來裝飾納米結(jié)構(gòu)，其作用就是引起免疫反應(yīng)。半抗原是能夠與抗體的結(jié)合的小分子。

　　有一種佐劑會(huì)附著在DNA結(jié)構(gòu)上，這些佐劑都是疫苗中常用的添加劑，其目的是改善他們的免疫原性。在這種情況下應(yīng)用的輔助劑被稱為CpG ODN，在早前的研究中作為一種B細(xì)胞活性的強(qiáng)刺激物。

　　輔助細(xì)胞抗原（T-helper epitopes）將使疫苗結(jié)構(gòu)更加完善，這些都是被免疫系統(tǒng)認(rèn)可的抗原成分，也是輔助T細(xì)胞所必需補(bǔ)充的抗原成分，T細(xì)胞與B細(xì)胞協(xié)同針對目標(biāo)抗原產(chǎn)生抗體。

　　DNA納米技術(shù)一直受到重視和推崇，其中許多就是由Hao Yan實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的，允許對尼古丁半抗原、佐劑、輔助細(xì)胞抗原（T-helper epitopes）以及候選疫苗中這些成分在DNA平臺駐留的精密微調(diào)。尼古丁在DNA表面的適當(dāng)顯示，對于免疫系統(tǒng)通過尼古丁特定的B細(xì)胞的識別過程尤為關(guān)鍵。四面體的DNA結(jié)構(gòu)對于NIC:Th-表位：佐劑復(fù)合物（NIC: Th-epitope: adjuvant complexes）提供了多大36個(gè)謹(jǐn)慎的位置。如果需要尼古丁半抗原、表位或者佐劑的密度更大一些，就可以利用DNA折皺（DNA origami）來實(shí)現(xiàn)，為抗原成分提供多達(dá)90個(gè)位點(diǎn)。而且，自組裝納米骨架可以通過具有高重現(xiàn)性的高通量模式來制造。研究人員認(rèn)為完整的候選疫苗將更忠實(shí)地模仿天然免疫級聯(lián),產(chǎn)生更有效的疫苗。然而，對于這種情況，疫苗結(jié)構(gòu)必須內(nèi)化進(jìn)入細(xì)胞。其活性將通過使用熒光染料，借助顯微鏡跟蹤分子進(jìn)行監(jiān)控。

　　正在進(jìn)行研究的3種DNA納米結(jié)構(gòu)中的每一種，將測試兩種不同佐劑，連同一種非免疫對照。改變半抗原、佐劑以及表位的比例，在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上檢測免疫原性，候選疫苗將首先采用小鼠模型來進(jìn)行評估，疫苗接種后，除了測量血液中的尼古丁水平和大腦中的尼古丁水平之外，需要對測試對象的尼古丁自我給藥情況進(jìn)行評估，這被認(rèn)為是判定疫苗有效性的金標(biāo)準(zhǔn)。跨學(xué)科研究團(tuán)隊(duì)的相互協(xié)作，該研究小組的目標(biāo)是鑒定兩到三種候選疫苗，可以進(jìn)一步推向臨床試驗(yàn)階段。

評論：

　　本文中科學(xué)家研究尼古丁疫苗的方法，可謂是另辟蹊徑。另辟蹊徑是指在現(xiàn)有道路之外，另開辟一條新路。另辟蹊徑不但需要勇氣，而且有勇氣還不夠，真想做成事情，勇氣之外，還需要智慧。另辟蹊徑，意味著新途徑，由于不走尋常路，往往也有一定的風(fēng)險(xiǎn)，不代表一定會(huì)成功，但是變化也能帶來新的機(jī)會(huì)。改變造就新夢想，歷史的前進(jìn)總是在一點(diǎn)一滴的改變中推動(dòng)的。