脊髓灰质炎曾给不少患者和家庭社会带来不幸和负担，自年发明灭活脊髓灰质炎疫苗，年改用减*活疫苗后，病例呈直线下降，到年包括我国在内的大部分国家消灭了脊髓灰质炎。到20世纪末，科学家已研制开发针对诸如腮腺炎、脑膜炎、狂犬病和回归热等30余种疾病的安全有效的疫苗。在这两百多年的历史进程中，疫苗的发展经历了三次革命:第一次疫苗革命是19世纪末以巴斯德为代表的诸如霍乱灭活疫苗和狂犬病*减*活疫苗的发明;第二次疫苗革命是20世纪80年代采用核酸重组技术和蛋白化学技术制备的诸如乙肝亚单位等疫苗;第三次革命是20世纪90年代开发研制的核酸疫苗。今天，疫苗的应用不仅使某些烈性传染病得到有效的控制或消灭，而且还广泛地应用于计划生育及肿瘤、自身免疫病、免疫缺陷、超敏反应等疾病的预防和治疗。无可辩驳地证明疫苗对人类健康保障、生活质量改善和社会发展做出了巨大贡献。
一、疫苗的发明1.人痘的发明
天花是一种烈性传染病，一旦与患者接触，几乎都被传染，且死亡率极高，但两种人对天花有抵抗力:一是从天花中康复的人，二是护理过天花病人的人。我们祖先在这种现象的启发下，开创了用人痘接种预防天花的方法。该法是将沾有疤浆患者的衣服给正常儿童穿戴，或将天花愈合后的局部痴皮研磨成细粉，经鼻使正常儿童吸入。由于接种人痘具有一定的危险性((1%左右的感染率)，所以此法未能广泛应用，但其发明对启发人类寻求预防天花的方法具有重要的意义。
2.牛痘疫苗的发明
18世纪后叶，英国乡村医生琴纳（图）曾接诊一位发热、背痛和呕吐的挤奶女工，他意识到接种牛痘可以预防天花。为了证实这一设想，他于年5月14日从一名正患牛痘的挤奶女工萨拉莱默(SarahNelmes)身上的脓疤里取少量脓液注射至一个八岁男孩詹姆斯费普(JamesPhipps)臂内。六周后，男孩的牛痘反应消退，正如琴纳所说:“尽管假性天花接种小孩手臂出现类似的脓疤，除此之外几乎不可觉察。”琴纳为了证实其效果，先后多次给费普接种，但费普却安然无恙。2个月后，再接种天花患者来源的痘液，费普仅局部手臂出现疤疹，未引起全身天花。据此，琴纳于年出版其专著《探究》(Inqiury)，称此技术为疫苗接种(vaccination)。在琴纳的年代，人们全然不知天花是由病*感染所致，亦不知接种牛痘使机体获得针对天花免疫力的机制。但他在实践中观察，经实验证实了种牛痘预防天花的方法，即安全又有效，是划时代的发明。
二、第一次疫苗革命1.疫苗之父巴斯德
第一次疫苗革命归功于巴斯德于19世纪末在疫苗研制领域的先锋作用和卓越贡献。被誉为疫苗之父的巴斯德的伟大贡献在于:他不仅证明有机物的发酵与腐败是由于空气中微生物的污染引起，而且还史无前例地用物理、化学和微生物传代等方法有目的地处理病原微生物，使其减低或失去*力，并以此作为疫苗给人接种而达到预防传染病的目的。
在19世纪末，科赫(Koch，图)发明了在固体培养基上分离细菌培养物的方法，该法为巴斯德研制疫苗奠定了基础。巴斯德首先发现细菌在人工培养基上长时间生长*性减弱，如放置两周后的鸡霍乱弧菌，以此菌给小鸡注射后不能使鸡致病。而且重要的是:如果再用新鲜的霍乱弧菌攻击这些已注射的小鸡，它们都不会发生霍乱。巴斯德认为这是由于陈旧培养物中鸡霍乱弧菌的*力减低，但免疫原性依然存在，因而使小鸡产生了针对霍乱弧菌的免疫力。以此理论巴斯德将炭疽杆菌在42一43℃的环境下培养两周后，制成人工减*炭疽活疫苗。
年5月5日巴斯德选择24头绵羊、1头山羊和6头牛实验。用炭疽疫苗接种这些动物，间隔12天后再用炭疽疫苗二次加强免疫。5月31日对实验组和对照组采用致病的炭疽杆菌攻击，结果是:1）对照组绵羊和山羊全部死亡，2头牛死亡及4头牛病情严重；2）试验组仅有1头绵羊死亡。实验结果说明炭疽疫苗对动物有保护作用。自年减*炭疽活疫苗第一次正式使用，到初，共有头绵羊被免疫，并获得了空前的免疫保护效果。
在炭疽疫苗、鸡霍乱疫苗获得成功后，巴斯德又开始对狂犬病疫苗进行研究。虽然狂犬病*不能像细菌那样分离培养，但已确证引起狂犬病的病原微生物存在于患病动物的脊髓或脑组织中。因此，巴斯德选择兔脑传代，以获得减*株，然后再制成活疫苗。并曾用这种疫苗成功地抢救了被狂犬病狗咬伤杰库麦斯特(JacobMeister)的生命。
2.霍乱、结核疫苗的制备
根据巴斯德制备疫苗原理，年霍乱弧菌在空气中39℃的条件下连续培养，可制成减*活疫苗。其后，印度的临床实验结果证明霍乱活疫苗具有保护作用。柯利(Kolle)等人于年将霍乱弧菌加热灭活，制备成灭活疫苗，以此疫苗于年在日本霍乱流行区大规模使用，其后又分别在孟加拉国、菲律宾和印度进行了临床试验，结论显示具有很好的短期保护作用。
我国20世纪50年代生产霍乱疫苗所用的菌株有两种:一种是稻叶型，另一种是小川型。由于20世纪60年代初第七次霍乱流行的细菌类型属于埃尔托(ElTor)生物型，因此我国对原有的针对古典型的疫苗进行了改进。在原有基础上加入了埃尔托生物型的菌株，并降低了杀菌剂甲醛液的浓度。但是由于细菌浓度过低的问题，效果并不理想。20世纪80年代开始进行浓度的提高，并在小范围观察到一定疗效的提高。
在巴斯德光辉成就的启发下，年卡麦特(Calmette)和古林(Guerin)将一株牛型结核杆菌在含有胆汁的培养基上连续培养13年代，终于在获得减*的卡介苗(BCG)。最初卡介苗为口服，20世纪20年代末改为皮内注射，卡介苗在新生儿抵御粟粒性肺结核和结核性脑膜炎方面具有很好的效果。自年至今，卡介苗仍在全世界广泛地被用于儿童计划免疫接种。已有40多亿人接种过卡介苗。
3.白喉和破伤风类*素的制备
年，贝林(Behring,图)和北里(Kitasato)应用白喉外*素给动物免疫，收集动物血清，发现其中存在一种能中和白喉外*素的物质，称为抗*素。将此血清注射给实验动物同样具有中和作用。因此，贝林应用针对白喉外*素的免疫血清成功地救治了一位白喉患者，为此他于年荣获诺贝尔生理学或医学奖。其后，他们用粗制的*素对白喉和破伤风患者进行主动免疫治疗，直到认识到外*素可用甲醛处理成为类*素。由于类*素保留了抗原性而除去了*性，以类*素作为疫苗预防接种得到了满意的效果。鉴于细菌分泌的*素能使机体产生抗体，后来把这种能使抗体产生的物质称为抗原。
我国白喉类*素生产较早，年即开始试制生产。20世纪50年代开始使用传代培育法生产，当时达到国际先进水平。20世纪90年代改用林古德(Linggood)培养基。在过去70多年中，精制*素的方法从硫酸铰沉淀发展到硫酸铰一炭末的方法沿用至今。在破伤风类*素方面我国早在40年代就已经开始生产，后来经过培养基改进和超滤盐析结合法在80年代时纯度已达国际先进水平。
第一次疫苗革命中还包括鼠疫疫苗、伤寒疫苗和*热病等30多种疫苗的制备。
三、第二次疫苗革命第二次疫苗革命主要是从分子水平上制备基因工程亚单位疫苗。由于分子生物技术、生物化学、遗传学和免疫学的迅速发展，使得研制新疫苗和改进旧疫苗的工作能够在分子水平上进行。以酵母制备乙肝疫苗作为二次疫苗革命的分水岭。采用重组DNA技术、蛋白质化学技术开创了疫苗研制的第二次革命。
1.重组核酸技术
重组核酸技术于年诞生于美国斯坦福大学，此后迅速在全球普及，为生命科学带来了革命性进步，当然疫苗的制备也不例外。重组核酸技术的应用为疫苗研究开辟了一个全新途径。此技术不仅能够获得几乎所有的免疫原，而且对病原微生物的研究者和疫苗的接种者变得更加安全。例如，乙肝疫苗最初是从人乙型肝炎表面抗原(HBsAg)携带者血浆中提取，对健康人来说，其接种的危险性显而易见。20世纪80年代有人将乙肝表面抗原基因克隆到酵母菌或真核细胞中，其表达免疫原分子不仅与血源疫苗一样，而且生产过程简单、快速、成本低，效价高，接种者安全。
目前制备疫苗采用重组核酸技术的发展趋势是以病*和细菌为载体，将外源性目的基因插入疫苗株的病*或细菌或其质粒基因组中使之高效表达，但不影响疫苗株的抗原性。因此，这种疫苗接种后，机体产生的免疫效果具有双重效应。例如，第一次疫苗革命产生的卡介苗，现在采用重组核酸技术将γ-干扰素(IFN-γ)、白细胞介素2(IL-2)等细胞因子基因导入卡介苗中，成为重组卡介苗(γBCG)。重组卡介苗不仅保留传统卡介苗的特性，同时还分泌γ-干扰素和白细胞介素2，这样重组卡介苗既可用于结核病的预防，又能用于肿瘤或其他免疫性疾病的治疗。
我国在使用重组核酸技术上主要是乙肝疫苗的应用。“七五”期间完成对乙肝疫苗血源型向重组型的转变。并完成了重组中国仓鼠卵巢(CHO)细胞乙肝疫苗和重组痘苗乙肝疫苗的研制。并在年引进重组酵母乙肝疫苗研制方法后使得基因重组研制方法完备并沿用至今。
2.蛋白质化学和化学技术
疫苗保护性抗原其本质大多是蛋白质，因此，无论是传统疫苗还是基因工程疫苗首先都要分离纯化，才能获得特异的蛋白抗原。可见蛋白质化学技术的发展对疫苗的研制起着重大作用。另外，可根据骨髓依赖性(B)淋巴细胞表位或胸腺依赖性(T)淋巴细胞表位直接采用蛋白质化学和化学技术合成多肤抗原，用来制备多肤疫苗。
在接种疫苗时，为了增强疫苗的免疫原性往往都使用佐剂。长期以来，氢氧化铝是唯一的人用佐剂。由于化学和生物学技术的发展，现在已经开发制备多种人用疫苗佐剂，这些佐剂大部分已用于预防接种或临床治疗。
四、第三次疫苗革命核酸疫苗的开发研制，标志着第三次疫苗革命的到来。年美国纽约科学院召开专门研讨核酸疫苗会议，称之为疫苗学的新纪元和疫苗的第三次革命。
核酸疫苗又称基因疫苗或DNA疫苗，由于核酸疫苗在作肌肉注射时不需要载体和佐剂，因而又称为裸核酸疫苗。这种疫苗通过肌肉注射，能在肌细胞中获得较持久的抗原表达，该抗原能诱导抗体产生、T细胞增殖和细胞因子释放，尤其是能诱导细胞*性T细胞(CTL)的杀伤作用。而细胞*性T细胞介导的特异性免疫应答在抗肿瘤、抗病*及清除胞内寄生物感染方面起着重要作用。在众多的疫苗中核酸疫苗因其独特的优势倍受人们