颠覆想象！科学家把牙线变成了“无针疫苗”，怎么做到的？

来源：科普中国发布时间：2025-09-27

每次拿起牙线清洁牙缝时，你或许只会想到“避免蛀牙、少听牙医唠叨”；每次面对疫苗接种的针头时，你或许总会下意识地攥紧拳头。但很少有人会把这两件看似毫不相干的事联系到一起——直到一群工程师在实验室里，把牙线变成了能抵御流感的无针疫苗载体。

2025 年 7 月 22 日，《自然-生物医学工程》（Nature Biomedical Engineering）刊登了一项颠覆认知的研究：美国北卡罗来纳州立大学和得克萨斯理工大学的团队开发出一种特殊牙线，能将灭活病毒或蛋白质抗原精准递送到牙龈缝隙（龈沟），在小鼠身上成功激发了抵御流感的全面免疫反应。这项研究不仅让“无针疫苗”多了一种新奇思路，更让我们重新审视：那些习以为常的日常用品，或许藏着改变医疗方式的“密码”。

告别“打针痛”：

为何科学家执着于无针疫苗？

要理解牙线疫苗的价值，我们得先搞清楚一个问题：人类为什么执着于开发无针疫苗？

传统注射疫苗是医学史上的伟大发明，但它并非完美。我们熟悉的流感疫苗、乙肝疫苗大多通过肌肉注射给药——护士用针头将含有抗原的药液注入上臂三角肌，药液中的抗原分子被肌肉中的免疫细胞识别，进而激发全身免疫反应。

这种方式虽然有效，却存在不少“痛点”：

使用门槛高

肌肉注射需要专业医护人员操作，无法在家自行完成，这在医疗资源匮乏的地区或大规模疫苗接种场景（如流感季）中，很容易造成“接种拥堵”；

依从性差

研究显示，20%-30％的年轻人和近半数少年儿童对针头有恐惧心理，很多人会因为害怕打针而拒绝接种疫苗；

难以覆盖黏膜免疫

像流感、新冠、麻疹等病毒，大多通过鼻腔、口腔、呼吸道黏膜入侵人体，而肌肉注射激发的免疫反应主要集中在血液和组织中，对黏膜表面的“第一道防线”保护不足，这也是为什么有些人打了流感疫苗，仍有可能轻微感染的原因之一。

因此，科学家们早在 20 世纪 90 年代就开始探索“无针疫苗递送”，目标是找到一种能避开针头、又能精准激发免疫反应的方式。最初的思路很直接：既然病毒从黏膜入侵，那就在黏膜部位接种疫苗。比如鼻喷流感疫苗，就是把抗原通过鼻腔喷入，试图激发鼻黏膜免疫。

但这条路远比想象中难走。口鼻黏膜是人体最挑剔的部位之一，它们对外来分子的防御能力远超我们的预期。黏膜表面覆盖着一层黏稠的黏液层，就像一张“滤网”，能粘住大部分外来颗粒；黏液中还含有多种“消化酶”，会把蛋白质类的抗原分子分解成碎片——这意味着，鼻喷疫苗中的抗原往往还没接触到免疫细胞，就被黏膜的“防御部队”消灭了。

多年来，尽管有不少黏膜递送疫苗的尝试，但要么免疫效果微弱，要么需要添加大量佐剂（增强免疫反应的物质），副作用风险增加，始终难以大规模应用。

“疫苗黄金通道”：

牙龈沟的意外发现

就在科学家们为黏膜递送的难题发愁时，北卡罗来纳州立大学的工程师哈文德・吉尔（Harvinder Gill）偶然看到了一篇关于牙龈生理结构的论文——文中提到，牙齿与牙龈之间的“龈沟”（Gingival Sulcus），是人体吸收分子能力最强的部位之一。这就像灵光一现：既然龈沟渗透性这么高，那我们不就能将其用于疫苗接种吗？毕竟，没人会拒绝用牙线这种日常工具来接种疫苗吧？

要理解牙线疫苗的原理，我们得先认识一下“龈沟”这个特殊部位。

你可以对着镜子仔细看一下自己的牙齿：在牙齿和牙龈的交界处，有一条细细的缝隙，这就是龈沟。它的深度通常只有 0.5-2 毫米，看起来微不足道，却是口腔健康的“晴雨表”——牙龈炎、牙周炎等疾病，往往最先从龈沟开始。但很少有人知道，龈沟的生理结构，天生就适合作为“药物递送通道”。

首先，龈沟黏膜极薄，渗透性强。其次，龈沟周围布满免疫细胞。最重要的是，龈沟避开了口鼻黏膜的强防御。虽然龈沟也属于口腔黏膜，但它不像鼻腔、咽喉那样有大量黏液和消化酶，抗原在这里不会被快速分解，有足够的时间被免疫细胞“捕捉”。

要利用这条“暗门”，还需要一个合适的“载体”——怎么把疫苗精准送到龈沟里，又能让抗原停留在那里被充分吸收？对，就是牙线。

牙线的优势简直是为龈沟递送“量身定制”：它纤细柔软，能完美贴合龈沟的形状，深入到牙齿间隙；它的纤维结构有较大的表面积，适合加载抗原分子（例如通过物理吸附或化学结合的方式，把灭活病毒或蛋白质抗原“粘”在牙线上）；更重要的是，牙线是全球普及的日常用品，大多数人们已经养成了用牙线清洁龈沟的习惯，不需要额外学习使用方法，依从性极高。

小鼠的“生死考验”：

牙线疫苗的首次成功

想法很美好，但真的能实现吗？吉尔和论文第一作者、美国得克萨斯理工大学的化学工程师 Rohan Ingrole 决定用实验说话，他们选择了流感疫苗作为“测试对象”——因为流感是全球高发的呼吸道传染病，每年导致数百万重症，对无针疫苗的需求迫切。

实验的设计并不复杂，却充满了严谨的科学逻辑：

第一步，改造牙线：将灭活的流感病毒通过静电吸附的方式加载到牙线上。

第二步，小鼠接种与观察：实验组的小鼠每两周用加载了灭活流感病毒的牙线清洁牙龈一次，每次清洁时间为 1 分钟（模拟人类用牙线的习惯），总共清洁 3 次；对照组的小鼠则用普通牙线清洁，不加载任何抗原。

第三部，关键的“挑战实验”：在最后一次“牙线接种”的 4 周后，研究人员给所有小鼠鼻腔滴注了活的流感病毒，接下来的 14 天里，他们每天观察小鼠的存活情况、体重变化和呼吸道症状。

实验结果让整个团队都感到惊喜：存活率达到 100%！实验组的小鼠全部存活，没有出现明显的呼吸道症状（如咳嗽、喘息），体重也保持稳定。

人体初步测试：

牙线疫苗的未来展望

小鼠实验的成功，让研究团队看到了临床应用的希望。但动物实验的结果不能直接推广到人类，毕竟人类的龈沟结构、口腔环境和小鼠有很大差异。因此，研究团队随后开展了一项小规模的人体初步测试，验证牙线在人类牙龈上的“递送效率”。

他们招募了 27 名健康志愿者（年龄在 20-45 岁之间，均无牙龈疾病），给他们使用涂有彩色可食用染料（荧光素钠）的牙线棒清洁牙龈，清洁方式和时间与人类日常使用牙线一致。清洁后，研究人员用特殊的荧光检测仪测量牙龈组织中染料的含量，计算递送效率。

结果显示：平均有 60%的染料成功递送到了志愿者的龈沟部位，而且染料在龈沟中能停留至少 2 小时——这个时间足够疫苗抗原被充分吸收。更重要的是，所有志愿者都没有出现牙龈刺激、红肿等不适症状，说明这种牙线的使用是安全的。

牙线变“疫苗神器”：

它将如何改变我们的生活？

尽管还有很多挑战，但我们不妨大胆畅想一下：如果牙线疫苗真的能成功应用，会给我们的生活带来哪些改变？

最直接的改变，就是疫苗接种变得更轻松。对于害怕打针的儿童来说，用牙线清洁牙龈就能完成疫苗接种，再也不用在医院里哭闹；对于行动不便的老人来说，不需要专门去医院，在家就能用牙线完成流感疫苗的“加强针”接种；对于偏远地区的人群来说，不需要依赖专业医护人员，只需分发牙线疫苗，就能完成大规模接种——这能极大提高疫苗的覆盖率，尤其是在流感、新冠等传染病流行的季节。

其次，牙科诊所可能变成“疫苗接种点”。可以想象这样的场景：你去牙科诊所洗牙，牙医检查完你的牙龈后，拿出一根加载了疫苗的牙线，帮你清洁牙龈的同时，就完成了疫苗接种。牙科医生本来就熟悉牙龈的解剖结构，操作牙线递送疫苗比普通医护人员更有优势，而且牙科诊所的分布比医院更密集，能更方便地服务大众。

更长远来看，这种牙线递送方式还有可能推动“个性化疫苗”的发展。比如，针对不同地区流行的流感毒株，厂家可以生产加载不同抗原的牙线疫苗；甚至可以根据个人的免疫状况，定制加载特定剂量抗原的牙线，实现“精准免疫”。

结语：小工具里的大科学，

探索永无止境

一根细细的牙线，从洁牙工具到疫苗载体，这个看似“脑洞大开”的想法，是科学家对人体生理结构的深刻理解，对工程技术的巧妙运用，以及对“让医疗更友好”的不懈追求。