通过将标准的烧烤打火机与医疗和美容手术中常见的超细微针结合起来，研究人员开发了一种1美元的设备，该设备利用电流更有效地注射某些疫苗，而且疼痛更少。它的开发人员表示，它可以扩大全球获得含有遗传物质的疫苗的机会，包括对抗COVID-19的疫苗。

　　“地球上的每个人都有使用现代核酸工具的基本权利，”乔治亚理工学院的化学工程师、钢笔大小的ePatch设备的联合开发者萨阿德·巴姆拉(Saad Bhamla)说。他所指的“工具”是DNA和mRNA疫苗，它们使用病原体自身遗传密码的一部分来唤起免疫反应(相比之下，传统疫苗使用病原体的实际片段，或其弱化或失活形式)。DNA和mRNA疫苗的制造成本比传统疫苗更低，而且更容易修改——这是处理新出现的病毒变体的一个主要卖点。但一些基因材料疫苗也有昂贵且难以稳定的成分，需要特殊处理;这使得它们在世界上许多地方，特别是更偏远或欠发达地区难以获得。Bhamla和他的同事开发ePatch的任务是让每个人都能获得这样的疫苗。他们的研究发表在11月9日的《美国国家科学院院刊》上。

　　任何疫苗要发挥作用，都必须进入人体细胞，而mRNA和DNA疫苗中的遗传物质在穿过细胞膜时需要一点额外的帮助。在mRNA疫苗(包括目前用于对抗COVID-19的疫苗)的情况下，mRNA被包裹在一团称为脂质纳米颗粒的脂肪上。这些颗粒有助于遗传物质进入细胞，同时也稳定了容易降解的分子。但它们在注射前也需要冷冻，这意味着整个疫苗需要在极低的温度下储存。DNA疫苗不需要冷冻，因为它们不需要脂质纳米颗粒:即使没有添加脂肪，它们也比mRNA更稳定，而且为了进入细胞，它们使用了一种“载体病毒”，一种不同于被靶向的改良病毒。但这些疫苗也有自己的缺点:对这种给药方式的持续安全担忧，以及DNA疫苗往往产生较少的免疫反应。

　　改善基因材料疫苗前景的一种方法可能是通过电穿孔:注射疫苗时发出非常轻微的电击，促使细胞在细胞膜上暂时打开小孔，让疫苗进入。理论上，将电穿孔技术与基因材料疫苗一起应用可以提高疫苗的有效性和可获得性。对于mRNA疫苗，遗传物质可能能够在没有脂质纳米颗粒的情况下进入细胞;这意味着疫苗可以在室温下储存。对于在高温下已经稳定的DNA疫苗，研究人员抱有更高的希望。他们认为电穿孔技术将有助于产生更强的免疫反应，并可能使DNA疫苗得到更广泛的应用。

　　到目前为止，这项技术只在DNA疫苗的临床试验中进行过尝试，甚至这种应用还处于早期阶段。马萨诸塞大学医学院的免疫学家陆山(音译)解释说，它还没有导致获得许可的疫苗。他没有参与这项新研究。“电穿孔已经被证明可以显著增加DNA疫苗的递送和效力，但目前有几个限制，包括成本、设备的要求、易用性和耐受性问题，”行业顾问、医疗保健公司葛兰素史克(GlaxoSmithKline)临床前研发负责人杰弗里·乌尔默(Jeffrey Ulmer)说(乌尔默也没有参与这项新研究)。换句话说，传统的电穿孔器是体积庞大的机器，造价数千美元，需要一个电源。廉价而简单的ePatch由容易获得的部件制成，绕过了所有这些问题。

　　ePatch的设计部分基于Bhamla之前在实验室实验中开发的廉价电转换仪的工作。这种笔状装置使用了烧烤打火机的压电晶体，当对其施加压力时，会产生电流脉冲。为了将其用于疫苗输送，Bhamla的实验室在该设备的尖端安装了一组微针。它们既是一种将疫苗推入体内的方法，也是一种电极，将疫苗和电脉冲输送到皮肤表面以下的细胞中。

　　当研究小组使用ePatch在小鼠体内注射DNA疫苗时，他们发现它产生的免疫反应比常规注射的免疫反应大10倍左右。他们的研究结果与传统电穿孔器的类似研究结果相当。佐治亚理工学院的化学工程师、该研究的合著者马克·普劳斯尼茨说:“这给了我们一些鼓励，我们应该能够用这些便宜的、潜在的一次性电穿孔器来完成大型机器的电穿孔。”

　　Ulmer说，该系统可能会使电穿孔更容易实现，“但它还处于早期阶段，需要在人体上进行验证，”他补充道。Lu表示同意。他指出:“在过去的几十年里，一些使用微针注射的疫苗研究在小鼠身上效果很好，但在人类身上却没有效果。”

　　离人体试验还有很长的路要走。相反，佐治亚理工学院团队的下一步是优化设备，并在更大的动物身上测试ePatch的DNA疫苗输送。研究人员还希望用信使rna测试该设备。Bhamla不确定它是否有效，因为mRNA是不稳定的，但他说他觉得有必要尝试一下，因为如果它最终有效，就可以消除目前对脂质纳米颗粒的要求。

　　除了增加基因疫苗的使用，巴姆拉还认为，像他开发的这些低成本、可获得的设备是“节俭科学”精神的一部分，可以使实验更便宜、更容易获得。他说，他希望他的最新项目能促使人们以一种不同的方式看待科技:“我想让他们思考，‘如果这个人看到烧烤打火机就能想到DNA疫苗输送装置，那我能做什么?’”