顛覆想象！科學家把牙線變成了“無針疫苗”，怎么做到的？

每次拿起牙線清潔牙縫時，你或許只會想到“避免蛀牙、少聽牙醫嘮叨”；每次面對疫苗接種的針頭時，你或許總會下意識地攥緊拳頭。但很少有人會把這兩件看似毫不相干的事聯系到一起——直到一群工程師在實驗室里，把牙線變成了能抵御流感的無針疫苗載體。

2025年7月22日，《自然-生物醫學工程》（Nature Biomedical Engineering）刊登了一項顛覆認知的研究：美國北卡羅來納州立大學和得克薩斯理工大學的團隊開發出一種特殊牙線，能將滅活病毒或蛋白質抗原精準遞送到牙齦縫隙（齦溝），在小鼠身上成功激發了抵御流感的全面免疫反應。這項研究不僅讓“無針疫苗”多了一種新奇思路，更讓我們重新審視：那些習以為常的日常用品，或許藏著改變醫療方式的“密碼”。

告別“打針痛”：為何科學家執著于無針疫苗？

要理解牙線疫苗的價值，我們得先搞清楚一個問題：人類為什么執著于開發無針疫苗？

傳統注射疫苗是醫學史上的偉大發明，但它并非完美。我們熟悉的流感疫苗、乙肝疫苗大多通過肌肉注射給藥——護士用針頭將含有抗原的藥液注入上臂三角肌，藥液中的抗原分子被肌肉中的免疫細胞識別，進而激發全身免疫反應。這種方式雖然有效，卻存在不少“痛點”：

使用門檻高：肌肉注射需要專業醫護人員操作，無法在家自行完成，這在醫療資源匱乏的地區或大規模疫苗接種場景（如流感季）中，很容易造成“接種擁堵”；

依從性差：研究顯示，20-30％的年輕人和近半數少年兒童對針頭有恐懼心理，很多人會因為害怕打針而拒絕接種疫苗；

難以覆蓋黏膜免疫：像流感、新冠、麻疹等病毒，大多通過鼻腔、口腔、呼吸道黏膜入侵人體，而肌肉注射激發的免疫反應主要集中在血液和組織中，對黏膜表面的“第一道防線”保護不足，這也是為什么有些人打了流感疫苗，仍有可能輕微感染的原因之一。

因此，科學家們早在20世紀90年代就開始探索“無針疫苗遞送”，目標是找到一種能避開針頭、又能精準激發免疫反應的方式。最初的思路很直接：既然病毒從黏膜入侵，那就在黏膜部位接種疫苗。比如鼻噴流感疫苗，就是把抗原通過鼻腔噴入，試圖激發鼻黏膜免疫。

但這條路遠比想象中難走。口鼻黏膜是人體最挑剔的部位之一，它們對外來分子的防御能力遠超我們的預期。黏膜表面覆蓋著一層黏稠的黏液層，就像一張“濾網”，能粘住大部分外來顆粒；黏液中還含有多種“消化酶”，會把蛋白質類的抗原分子分解成碎片——這意味著，鼻噴疫苗中的抗原往往還沒接觸到免疫細胞，就被黏膜的“防御部隊”消滅了。多年來，盡管有不少黏膜遞送疫苗的嘗試，但要么免疫效果微弱，要么需要添加大量佐劑（增強免疫反應的物質），副作用風險增加，始終難以大規模應用。

“疫苗黃金通道”：牙齦溝的意外發現

就在科學家們為黏膜遞送的難題發愁時，北卡羅來納州立大學的工程師哈文德?吉爾（Harvinder Gill）偶然看到了一篇關于牙齦生理結構的論文——文中提到，牙齒與牙齦之間的“齦溝”（Gingival Sulcus），是人體吸收分子能力最強的部位之一。這就像靈光一現：既然齦溝滲透性這么高，那我們不就能將其用于疫苗接種嗎？畢竟，沒人會拒絕用牙線這種日常工具來接種疫苗吧？

要理解牙線疫苗的原理，我們得先認識一下“齦溝”這個特殊部位。

你可以對著鏡子仔細看一下自己的牙齒：在牙齒和牙齦的交界處，有一條細細的縫隙，這就是齦溝。它的深度通常只有0.5-2毫米，看起來微不足道，卻是口腔健康的“晴雨表”——牙齦炎、牙周炎等疾病，往往最先從齦溝開始。但很少有人知道，齦溝的生理結構，天生就適合作為“藥物遞送通道”。

首先，齦溝黏膜極薄，滲透性強。其次，齦溝周圍布滿免疫細胞。最重要的是，齦溝避開了口鼻黏膜的強防御。雖然齦溝也屬于口腔黏膜，但它不像鼻腔、咽喉那樣有大量黏液和消化酶，抗原在這里不會被快速分解，有足夠的時間被免疫細胞“捕捉”。

要利用這條“暗門”，還需要一個合適的“載體”——怎么把疫苗精準送到齦溝里，又能讓抗原停留在那里被充分吸收？對，就是牙線。

牙線的優勢簡直是為齦溝遞送“量身定制”：它纖細柔軟，能完美貼合齦溝的形狀，深入到牙齒間隙；它的纖維結構有較大的表面積，適合加載抗原分子（例如通過物理吸附或化學結合的方式，把滅活病毒或蛋白質抗原“粘”在牙線上）；更重要的是，牙線是全球普及的日常用品，大多數人們已經養成了用牙線清潔齦溝的習慣，不需要額外學習使用方法，依從性極高。

小鼠的“生死考驗”：牙線疫苗的首次成功

想法很美好，但真的能實現嗎？吉爾和論文第一作者、美國得克薩斯理工大學的化學工程師 Rohan Ingrole 決定用實驗說話，他們選擇了流感疫苗作為“測試對象”——因為流感是全球高發的呼吸道傳染病，每年導致數百萬重癥，對無針疫苗的需求迫切。

實驗的設計并不復雜，卻充滿了嚴謹的科學邏輯：

第一步，改造牙線：將滅活的流感病毒通過靜電吸附的方式加載到牙線上。

第二步，小鼠接種與觀察：實驗組的小鼠每兩周用加載了滅活流感病毒的牙線清潔牙齦一次，每次清潔時間為1分鐘（模擬人類用牙線的習慣），總共清潔3次；對照組的小鼠則用普通牙線清潔，不加載任何抗原。

第三部，關鍵的“挑戰實驗”：在最后一次“牙線接種”的4周后，研究人員給所有小鼠鼻腔滴注了活的流感病毒，接下來的14天里，他們每天觀察小鼠的存活情況、體重變化和呼吸道癥狀。

實驗結果讓整個團隊都感到驚喜：存活率達到100%！實驗組的小鼠全部存活，沒有出現明顯的呼吸道癥狀（如咳嗽、喘息），體重也保持穩定。

人體初步測試：牙線疫苗的未來展望

小鼠實驗的成功，讓研究團隊看到了臨床應用的希望。但動物實驗的結果不能直接推廣到人類，畢竟人類的齦溝結構、口腔環境和小鼠有很大差異。因此，研究團隊隨后開展了一項小規模的人體初步測試，驗證牙線在人類牙齦上的“遞送效率”。

他們招募了27名健康志愿者（年齡在20-45歲之間，均無牙齦疾病），給他們使用涂有彩色可食用染料（熒光素鈉）的牙線棒清潔牙齦，清潔方式和時間與人類日常使用牙線一致。清潔后，研究人員用特殊的熒光檢測儀測量牙齦組織中染料的含量，計算遞送效率。

結果顯示：平均有60%的染料成功遞送到了志愿者的齦溝部位，而且染料在齦溝中能停留至少2小時——這個時間足夠疫苗抗原被充分吸收。更重要的是，所有志愿者都沒有出現牙齦刺激、紅腫等不適癥狀，說明這種牙線的使用是安全的。

牙線變“疫苗神器”：它將如何改變我們的生活？

盡管還有很多挑戰，但我們不妨大膽暢想一下：如果牙線疫苗真的能成功應用，會給我們的生活帶來哪些改變？

最直接的改變，就是疫苗接種變得更輕松。對于害怕打針的兒童來說，用牙線清潔牙齦就能完成疫苗接種，再也不用在醫院里哭鬧；對于行動不便的老人來說，不需要專門去醫院，在家就能用牙線完成流感疫苗的“加強針”接種；對于偏遠地區的人群來說，不需要依賴專業醫護人員，只需分發牙線疫苗，就能完成大規模接種——這能極大提高疫苗的覆蓋率，尤其是在流感、新冠等傳染病流行的季節。

其次，牙科診所可能變成“疫苗接種點”。可以想象這樣的場景：你去牙科診所洗牙，牙醫檢查完你的牙齦后，拿出一根加載了疫苗的牙線，幫你清潔牙齦的同時，就完成了疫苗接種。牙科醫生本來就熟悉牙齦的解剖結構，操作牙線遞送疫苗比普通醫護人員更有優勢，而且牙科診所的分布比醫院更密集，能更方便地服務大眾。

更長遠來看，這種牙線遞送方式還有可能推動“個性化疫苗”的發展。比如，針對不同地區流行的流感毒株，廠家可以生產加載不同抗原的牙線疫苗；甚至可以根據個人的免疫狀況，定制加載特定劑量抗原的牙線，實現“精準免疫”。

結語：小工具里的大科學，探索永無止境

一根細細的牙線，從潔牙工具到疫苗載體，這個看似“腦洞大開”的想法，是科學家對人體生理結構的深刻理解，對工程技術的巧妙運用，以及對“讓醫療更友好”的不懈追求。

或許在不久的將來，當我們拿起牙線清潔牙縫時，不僅能保護牙齒健康，還能為身體筑起一道抵御傳染病的“免疫防線”。而這一切，都始于那個關于“齦溝”的靈光一現，始于科學家們對“更好的疫苗遞送方式”的執著探索。

出品：科普中國

作者：花茶（青島農業大學）

監制：中國科普博覽