疫苗可预防疾病并挽救生命，然而在许多资源匮乏的国家或地区，维护良好的集中式医疗数据库一直极具挑战，由于严重匮乏标准化的免疫接种记录致使全球的疫苗接种覆盖率近几年一直在86%停滞不前，直接导致了每年约有150万人因错失救命疫苗的接种而死亡。此外，世卫组织报道全世界目前约有2000万儿童未获得基本疫苗接种 (DTP)，其中60%是在最贫穷、最边缘化或被迫流离失所的儿童。尽管疫苗接种卡或证书在发展中国家已是最广泛的记录方式，但是在中低收入家庭中仅有约60%的家庭使用，而且纸版记录方式容易产生错误或丢失。这会导致儿童接种过多不必要的疫苗计量，而更严重的是，会导致儿童错失接种基本救命疫苗的机会，使他们暴露于本可预防的高危传染性疾病风险之中。

针对上述长期困扰欠发达地区的疫苗接种覆盖率低的问题，中科院化学所青促会小组会员荆莉红副研究员联合美国麻省理工学院Robert Langer课题组研究人员，发展了用近红外量子点在体隐形记录疫苗接种史的新技术。通过设计皮肤真皮层可达的生物可降解聚合物微针阵列，可将近红外发光量子点的编码图案递送到皮肤的真皮层。量子点的编码图案对肉眼是不可见的，但是可以使用改造的便携式智能手机进行Point-of-Care（POC）检测成像。这种无镉量子点通过合理的核壳晶体结构设计，在7倍太阳光模拟长达5年的光照射下，其近红外荧光信号仍然可被检测到，展现出了优异的抗光漂白能力，然而包括ICG在内的商用有机染料的近红外荧光则在6周内完全淬灭。进一步将量子点-PMMA复合微粒与疫苗的共递送，皮肤下来自量子点的近红外发光编码图案可以用作在体的疫苗接种记录。在大鼠皮内递送微粒后，智能手机活体成像证明了皮肤下的量子点近红外光在长达9个月后仍然可被检测到，而微针阵列所传递的QD空间分布编码图案则可使用机器学习算法进行准确率高达100%的精准识别。此外，所递送的灭活脊髓灰质炎病毒疫苗产生的中和抗体滴度超过临床保护阈值，证明将疫苗和量子点一同递送不会影响疫苗活性，也不会干扰检测量子点的近红外荧光信号。这些研究证实了皮肤中的量子点可用于可靠地隐形编码疫苗接种数据信息。由于具有稳定可靠、成本低且检测便捷的技术特点，将来还可将疫苗接种日期以及疫苗批号等信息纳入进来，这对欠发达的国家和地区的信息存储、生物传感以及疫苗信息读取提供一种新的途径。

    这项研究成果于2019年12月18日以封面文章发表国际转化医学期刊《科学·转化医学》（Science Translational Medicine）上。中国科学院化学研究所胶体界面与热力学重点实验室高明远研究员组的荆莉红（青促会员）副研究员和麻省理工学院博士后、现莱斯大学生物工程专业的助理教授Kevin McHugh为论文的共同第一作者，通讯作者是来自麻省理工学院科赫癌症研究所的研究科学家Ana Jaklenec博士和Robert Langer教授。该研究得到了Bill & Melinda Gates基金会、中国科学院青年创新促进会、国家自然科学基金以及国家留学基金委等的共同资助。

文章链接：https://stm.sciencemag.org/content/11/523/eaay7162.abstract

数据来源：Immunization, Vaccines and Biologicals, World Health Organization (WHO) 2019