疫苗可預(yù)防疾病并挽救生命，然而在許多資源匱乏的國家或地區(qū)，維護(hù)良好的集中式醫(yī)療數(shù)據(jù)庫一直極具挑戰(zhàn)，由于嚴(yán)重匱乏標(biāo)準(zhǔn)化的免疫接種記錄致使全球的疫苗接種覆蓋率近幾年一直在86%停滯不前，直接導(dǎo)致了每年約有150萬人因錯失救命疫苗的接種而死亡。此外，世衛(wèi)組織報道全世界目前約有2000萬兒童未獲得基本疫苗接種 (DTP)，其中60%是在最貧窮、最邊緣化或被迫流離失所的兒童。盡管疫苗接種卡或證書在發(fā)展中國家已是最廣泛的記錄方式，但是在中低收入家庭中僅有約60%的家庭使用，而且紙版記錄方式容易產(chǎn)生錯誤或丟失。這會導(dǎo)致兒童接種過多不必要的疫苗計量，而更嚴(yán)重的是，會導(dǎo)致兒童錯失接種基本救命疫苗的機(jī)會，使他們暴露于本可預(yù)防的高危傳染性疾病風(fēng)險之中。 針對上述長期困擾欠發(fā)達(dá)地區(qū)的疫苗接種覆蓋率低的問題，中科院化學(xué)所青促會小組會員荊莉紅副研究員聯(lián)合美國麻省理工學(xué)院Robert Langer課題組研究人員，發(fā)展了用近紅外量子點(diǎn)在體隱形記錄疫苗接種史的新技術(shù)。通過設(shè)計皮膚真皮層可達(dá)的生物可降解聚合物微針陣列，可將近紅外發(fā)光量子點(diǎn)的編碼圖案遞送到皮膚的真皮層。量子點(diǎn)的編碼圖案對肉眼是不可見的，但是可以使用改造的便攜式智能手機(jī)進(jìn)行Point-of-Care（POC）檢測成像。這種無鎘量子點(diǎn)通過合理的核殼晶體結(jié)構(gòu)設(shè)計，在7倍太陽光模擬長達(dá)5年的光照射下，其近紅外熒光信號仍然可被檢測到，展現(xiàn)出了優(yōu)異的抗光漂白能力，然而包括ICG在內(nèi)的商用有機(jī)染料的近紅外熒光則在6周內(nèi)完全淬滅。進(jìn)一步將量子點(diǎn)-PMMA復(fù)合微粒與疫苗的共遞送，皮膚下來自量子點(diǎn)的近紅外發(fā)光編碼圖案可以用作在體的疫苗接種記錄。在大鼠皮內(nèi)遞送微粒后，智能手機(jī)活體成像證明了皮膚下的量子點(diǎn)近紅外光在長達(dá)9個月后仍然可被檢測到，而微針陣列所傳遞的QD空間分布編碼圖案則可使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行準(zhǔn)確率高達(dá)100%的精準(zhǔn)識別。此外，所遞送的滅活脊髓灰質(zhì)炎病毒疫苗產(chǎn)生的中和抗體滴度超過臨床保護(hù)閾值，證明將疫苗和量子點(diǎn)一同遞送不會影響疫苗活性，也不會干擾檢測量子點(diǎn)的近紅外熒光信號。這些研究證實(shí)了皮膚中的量子點(diǎn)可用于可靠地隱形編碼疫苗接種數(shù)據(jù)信息。由于具有穩(wěn)定可靠、成本低且檢測便捷的技術(shù)特點(diǎn)，將來還可將疫苗接種日期以及疫苗批號等信息納入進(jìn)來，這對欠發(fā)達(dá)的國家和地區(qū)的信息存儲、生物傳感以及疫苗信息讀取提供一種新的途徑。 這項研究成果于2019年12月18日以封面文章發(fā)表國際轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)期刊《科學(xué)·轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》（Science Translational Medicine）上。中國科學(xué)院化學(xué)研究所膠體界面與熱力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗室高明遠(yuǎn)研究員組的荊莉紅（青促會員）副研究員和麻省理工學(xué)院博士后、現(xiàn)萊斯大學(xué)生物工程專業(yè)的助理教授Kevin McHugh為論文的共同第一作者，通訊作者是來自麻省理工學(xué)院科赫癌癥研究所的研究科學(xué)家Ana Jaklenec博士和Robert Langer教授。該研究得到了Bill & Melinda Gates基金會、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、國家自然科學(xué)基金以及國家留學(xué)基金委等的共同資助。 文章鏈接：https://stm.sciencemag.org/content/11/523/eaay7162.abstract 數(shù)據(jù)來源：Immunization, Vaccines and Biologicals, World Health Organization (WHO) 2019
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