★
什么是疫苗
★
疫苗是人们与疾病斗争的产物，一个多世纪以来，面对不同种病原微生物感染导致的疾病，如：乙肝、艾滋病、流感以及目前仍在全球蔓延的新冠肺炎等，逐渐形成成熟的疫苗生产和使用技术，帮助人们抵御病原微生物的侵扰。在推送《病*入侵》中，我分享了病*如何侵染人体导致疾病。一般人体受到病原微生物侵染后，人体免疫系统会开始工作，产生大量特异性抗体（免疫球蛋白）用于清除体内的病*。诱发人体产生抗体的是病*携带的具有免疫原性的分子（抗原），抗原既可以是病*的外壳蛋白也可以是病*的遗传物质（核酸）。抗原诱发抗体产生，抗体专一性结合抗原使得病*被抗体包裹，进而被免疫细胞吞噬。人体免疫系统还有一个重要特征就是具有记忆能力，既人体被一种病*感染后，体内产生抗体，同时产生记忆细胞。当人体再一次遭同一种病*感染后，记忆细胞会迅速产生上一次的抗体，从而快速消灭病*。免疫系统这一特性是疫苗发挥作用的关键所在。疫苗，简言之是将病原微生物(如细菌、立克次氏体、病*等)及其代谢产物，经过人工减*、灭活或利用基因工程等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。疫苗的特点是不具有导致疾病的能力但保留免疫原性，既疫苗可以引起人体产生免疫反应，产生抗体和记忆细胞，但是不导致人体患病。这样接种疫苗后人体就产生对该疫苗对应的病*的抵抗能力，当被该类病*感染时，能够快速抵抗这种病*，减少发病几率，起到预防效果。
★
图1
国产新冠灭活疫苗
★
疫苗的分类
★
严格来说，疫苗分为灭活疫苗、减*活疫苗、亚单元疫苗，mRNA疫苗等。不同种类的疫苗区别于比较见下图。目前我国公民接种的由国药集团和科兴公司生产的新型冠状病*疫苗为灭活疫苗。灭活疫苗的制备过程首先需要利用动物细胞培养大量病*，也就是人为繁殖大量病*。当然这一过程是在最高等级生物安全实验室内才能完成，操作人员需要穿着严密的生物安全防护服，整个实验室环境密闭并设为负压，防止实验室内的病*向外泄露。目前较为成熟的能够培植病*的细胞是日本学者Yasumura和Kawakita两人在年从非洲绿猴肾脏分离的Vero细胞(非洲绿猴肾细胞)。现在市场上很多病*疫苗来源于Vero细胞培养的灭活病*，如我国推广接种的新冠灭活疫苗就是由Vero细胞培植而来，从疫苗的外包装上就可以看到“Vero细胞”标识。
★
图2
非洲绿猴
培养好的病*经过收集、灭活等流程制备成可供接种的疫苗产品。减*和活疫苗是通过基因工程改变病*的*性，使其不具有强烈的致病性，也就是说减*活疫苗不是完全灭活状态。常见的减*活疫苗包括：麻疹减*活疫苗、甲型肝炎减*活疫苗。亚单元疫苗是指取病*的一个组分做为疫苗，比如中国科学院微生物研究所与合作企业联合研发的重组新型冠状病*疫苗（CHO细胞）是国际上第一个获批临床使用的新冠病*重组亚单位蛋白疫苗。疫苗中的后起之秀当属于mRNA疫苗。mRNA疫苗是能够翻译出带有免疫原性的病*蛋白的mRNA分子，接种到人体后可以通过蛋白质翻译产生病*抗原蛋白，进而引发人体产生相应的抗体。mRNA的获取相较于灭活病*的细胞培养具有成本低、周期短等特点。同时，研究表明，良好的mRNA疫苗具有与灭活疫苗同等的保护力度，并且mRNA疫苗不会整合到基因组，避免可能的治疗性突变。制备mRNA疫苗属于新兴技术，目前只有少数公司具备mRNA疫苗生产能力，该技术人处于发展阶段。
★
图3
美国新冠病*mRNA疫苗
疫苗的发展史可以追溯到18世纪，彼时天花是肆虐全球，传染性极强，致死率极高的疾病，其发病原因是人感染了天花病*。人们在漫长的与天花抗争的过程中，探索出了天花预防的方法。当时的中国人发现轻微接触天花患者可以预防天花，所以采用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的方法预防天花，这种方法被称为人痘接种，该方法对于预防天花是有效的，曾流传至西方。18世纪后叶，英国乡村医生爱德华--琴纳(EdwardJenner)根据挤奶工不易得天花这一现象，开展了天花治疗的研究。
★
图4
爱德华--琴纳(EdwardJenner)
经常接触奶牛的挤奶工容易感染牛痘，感染牛痘不会使人致命，而感染牛痘的挤奶工不容易感染天花。爱德华--琴纳觉得牛痘与天花之间存在某种联系。他将感染牛痘的挤奶工手上的脓疱液取出给健康的小男孩注射，发现注射后的小男孩即使暴露在天花病*环境也不会出现严重的天花症状，由此发明了接种牛痘预防天花的方法。此方法一经发明便迅速在全世界范围得到推广。
★
图5
接种牛痘
年世界卫生组织宣布：天花已经从地球上根除，这是迄今为止人类为一彻底消灭的恶性传染疾病。牛痘接种的发明开启了人类对疫苗的研发过程。随后的研究，发现天花是有天花病*引起的，而牛痘是一种与天花有相似免疫原性的病*，对人不致命，接种牛痘可以使人产生对天花病*的抵抗力。所以尽管18世纪，人们不知道天花病*的存在也没有研发出疫苗，但是牛痘在天花治疗中发挥的就是疫苗的作用。从那时开始，用疫苗治疗病原微生物引起的疾病开始慢慢成熟。
19世纪末到20世纪初
巴斯德发明减*活疫苗技术，这一时期产生了狂犬病疫苗、卡介苗等。
20世纪中叶
从病原体分离提取具有免疫原性的蛋白组分制成疫苗，发明了白喉类*素疫苗和破伤风类*素疫苗。
20世纪70年代
随着分子生物学的发展出现了基因重组疫苗技术，代表药物是乙肝疫苗（酵母和CHO）、流感疫苗等。
21世纪后
以基因组为基础的疫苗发展策略开始出现，称之为反向疫苗学。5价轮状病*疫苗、流感活疫苗即是通过该技术研制。
疫苗作为人类战胜传染病的重要工具，必将继续发挥其重要作用。按要求接种疫苗是预防传染病的最有效措施。近年来，我国疫苗研发取得令人瞩目的成就，国产新冠疫苗为国人和世界多国预防新冠肺炎做出了重要贡献。
参考资料
1.应琛,刘绮黎.中国疫苗发展史[J].新民周刊,(29):86-87.
2.《天花与牛痘》，doc
3.《疫苗发展简史》，新浪医药
4.从牛痘疫苗说起[J].少儿科学周刊(少年版),(01):6-7.
5.廖小艳,陈丽丽.COVID-19疫苗研究现状[J].中国生物工程杂志,,40(12):8-17.
6.刘迪一.mRNA疫苗的故事[J].世界科学,(01):42-45.
END
本文为原创文章，欢迎转发到朋友圈，未经许不得转载。图片来自互联网。
科学通览
扫描