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黏膜靶向策略通过保护抗原、精准递送至M细胞和树突状细胞，结合载体佐剂效应增强口服疫苗的稳定性与免疫应答，系统解析了肠道疫苗在 transit 途径中的降解机制、黏膜免疫屏障及人工智能辅助抗原设计等关键技术，为动物源性传染病防控提供新范式。
余美君|李月|王兆军|韩萍|姜艳萍|崔文|李一静|唐丽杰|贾硕|赵洪哲|马英英|李佳轩|王晓娜
东北农业大学兽医学院，哈尔滨，150030
摘要
由病原微生物（如大肠杆菌、禽流感病毒（AIV）、轮状病毒等）引起的传染病主要通过消化道和呼吸道等黏膜表面侵入，这些疾病不仅严重阻碍了畜牧业和家禽养殖业的发展，导致巨大的经济损失，还由于跨物种传播的风险威胁到公共卫生安全。口服疫苗通过模拟自然感染途径来激活黏膜免疫系统，具有给药方便、适用范围广以及避免注射压力的优点，因此成为预防和控制黏膜传染病的重要手段。然而，由于胃肠道的酸性环境、消化酶的降解以及黏膜屏障的阻碍，抗原的稳定性和免疫原性显著降低，这极大地限制了口服疫苗的应用。黏膜靶向策略是突破上述瓶颈的核心技术。通过抗原保护、持续释放、精确靶向免疫细胞以及载体佐剂效应，可以有效地激活黏膜免疫（如分泌型免疫球蛋白A（SIgA）的产生）和系统免疫之间的协同反应。本文系统回顾了口服疫苗黏膜靶向策略的技术进展，包括疫苗在体内的动态过程、需要克服的生物学屏障以及针对M细胞和树突状细胞等免疫细胞的特定靶向技术。同时，借鉴药物靶向技术和人工智能在抗原设计中的前沿应用，为构建安全高效的动物用黏膜靶向口服疫苗提供了理论参考和研究思路。
引言
黏膜表面（包括呼吸道、胃肠道和泌尿生殖道的黏膜）具有较大的表面积，使其容易接触外部抗原，从而容易受到感染。尽管存在先天防御机制（如黏液、抗菌蛋白），但这些屏障经常被病原体突破。例如，霍乱弧菌、轮状病毒和HIV等病原体可以通过黏膜表面侵入（Lin等人，2021a；Lv等人，2023；Nochi等人，2018），通过不同的途径感染黏膜组织（例如轮状病毒直接感染上皮细胞，而伤寒沙门氏菌在通过肠道黏膜“传递”和扩散后引起全身性疾病）。
尽管黏膜是病原体入侵的主要门户，但身体在长期进化过程中形成了第一道防线——黏膜免疫系统。该系统包括呼吸系统、消化系统和生殖系统的黏膜，通过SIgA、黏膜相关淋巴组织（MALT）和免疫细胞的协同作用来阻止病原体入侵。研究表明，黏膜免疫系统不仅可以直接中和病原体，还能将免疫信号传递到远端黏膜部位以建立保护。例如，肠道微褶细胞（M细胞）摄取抗原并将其呈递给树突状细胞，激活T细胞和B细胞，从而引发黏膜和系统免疫反应（Wang等人，2019；Kang等人，2020）。
与传统疫苗相比，口服疫苗具有显著优势，包括能够同时刺激黏膜免疫和系统免疫（Tang等人，2022a）、给药方便（Burgess等人，2015）以及激活共同的黏膜免疫系统以实现跨部位保护（Zhou等人，2025a；Tang等人，2022b）。然而，其应用受到多种挑战的阻碍。例如，胃肠道中的酸性环境、蛋白酶、胆汁和盐分会破坏抗原的完整性，降低疫苗的稳定性和免疫原性，从而增加成本并减弱保护效果（Zhong等人，2024；Lavelle和Ward，2022）。此外，疫苗可能难以穿透肠道黏膜屏障，导致免疫原不足（Iwasaki，2016）。
研究表明，黏膜靶向递送技术可以克服传统口服疫苗的局限性并显著提高其效果。其核心策略包括：（1）保护抗原并实现其持续释放，以抵抗胃肠道的降解，延长抗原暴露时间，并刺激长期免疫保护；（2）实现针对免疫细胞的精确靶向，将疫苗精确导向肠道免疫细胞，从而特异性激活黏膜和系统免疫反应，实现更广泛的保护；（3）利用乳酸菌（LAB）等载体进行黏膜靶向递送，这些载体不仅传递特定抗原，还能通过刺激细胞因子（如IL-2、TNF-α）的分泌来增强黏膜和系统免疫反应。
本综述重点关注肠道黏膜靶向策略，详细阐述了口服疫苗在体内的动态过程、需要克服的生物学屏障、黏膜免疫系统及其反应机制，以及针对免疫细胞的分子策略，旨在为黏膜靶向口服疫苗的开发提供见解。
小节片段
口服疫苗的胃肠道转运途径和时间模式
口服给药后，疫苗通过食管蠕动进入胃部。由于胃酸和一系列消化酶的存在，疫苗容易发生降解，从而影响其免疫功能。随后，疫苗到达小肠——免疫诱导的核心区域（Li等人，2021）。在克服肠道上皮屏障并被免疫细胞识别后，它们被M细胞运输并被树突状细胞摄取
黏膜免疫系统的组成和功能
黏膜免疫系统（MIS）作为抵御外部病原体入侵的“第一道防线”，广泛分布于身体的呼吸道、消化道和泌尿生殖道的黏膜组织中。其组成相对复杂，通常包括三大类：免疫器官、免疫细胞和免疫分子（图1）。
黏膜靶向的分子策略
口服疫苗的黏膜靶向分子策略旨在将抗原精确递送到M细胞、树突状细胞（DCs）、巨噬细胞和生发中心（GC）细胞等免疫细胞。这增强了疫苗在黏膜表面递送抗原和激活免疫的能力，从而克服了传统口服疫苗必须应对的生理和免疫屏障。结论与展望
针对胃肠道黏膜屏障的口服疫苗是控制畜牧业和家禽传染病的一种战略方法。在阐明抗原摄取和免疫细胞靶向机制方面取得了显著进展，针对M细胞和树突状细胞的策略已从单一配体-受体相互作用发展为模块化多靶点递送系统。
尽管取得了这些进展，但其向兽医应用的转化仍受到一些限制
资助
本研究得到了“十四五”规划科技支持计划（2025YFD1800903）、国家自然科学基金（编号32573406）和黑龙江省自然科学基金联合指导项目（LH2021C043）的支持。
CRediT作者贡献声明
韩萍：资源获取、数据管理。王兆军：软件开发、方法学设计。姜艳萍：验证。李一静：形式分析、概念构建。崔文：验证。贾硕：研究调查。唐丽杰：形式分析。马英英：资源提供。赵洪哲：资源提供。王晓娜：写作——审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念构建。李月：写作——初稿撰写、软件开发、方法学设计。李佳轩：写作——审稿与编辑
利益冲突声明
作者声明没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
致谢
我衷心感谢所有贡献者。王晓娜和李一静负责概念构建；邵晓娇、朱音和韩萍负责数据管理和资源整理。李一静和唐丽杰进行形式分析。余美君和王兆军开发了方法学、软件，并起草了论文。姜艳萍和崔文进行了验证；李佳轩与王晓娜一起进行了可视化处理和编辑工作，王晓娜还负责监督和资金获取。李家轩协助进行了研究工作。
