疫苗——永不过时的“千金良方”

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疫苗——永不过时的“千金良方”
疫苗——永不过时的“千金良方”
中国新药研发,我要“送你一朵小红花”!
从天花到新冠,永久消灭病毒所导致的疾病,我们到底还要走多久?也许这个问题我们根本就给不出百分百正确的答案,截止到目前为止并非所有的病毒性疾病都存在特效药,但尽管如此,我们并非束手无策。古谚云:亡羊补牢,不如未雨绸缪!随着医学探究的不断深入,“疫苗接种”无疑成为了一项十分强大的防治方案!
作为一种生物制剂,疫苗可为特定的传染病感染者提供主动获得的免疫力[1]。疫苗通常包含源自致病微生物的生物制剂,或者由人工合成的类似制剂,通常由弱化或杀死的微生物其毒素或其表面蛋白之一制成。该物质刺激人体的免疫系统,将其识别为威胁,将其破坏,并进一步识别和破坏其将来可能遇到的与该物质相关的任何微生物。疫苗可以是预防性的(预防或减轻自然或“野生”病原体感染的影响),也可以是治疗性的(与已经发生的疾病如癌症作斗争)。
PART.
01
疫苗的发展史

可能现在我们对于“天花病毒”并不十分了解,但在医学技术并不发达的古代,其以传染性强、致死率高被大众惊悚地称为“死神忠实的帮凶”。尽管如此,它依旧被经验性的疗法所打败。

《痘疹定论》是清朝朱纯嘏撰写,此书刊于康熙五十二年(1713)。该书师法聂尚恒的《活幼心法》,结合个人经验提出:痘疹源于“胎毒”,因四时正气失序,两间杂气交攻而发;治法主张逐毒外出。卷一论述痘疹之病因、病理、病状及调治法;卷二论痘疹之伏陷倒逆症,兼杂症及痘后痢、痈;卷三为痘的接种法及用人痘接种预防的历史和方法;卷四论麻疹之诊治,脐带处理以及防脐风之发生。光绪九年(1883)徐安澜将本书加以删校,取名为《痘疹定论》并刊行。随着医学的进一步发展,直至17世纪末期,医生们的做法是取天花病人皮肤伤口的脓液涂抹在在健康人的划痕上。这样的做法虽可以很好的预防天花疾病,但仍有3%左右的人在接种后会死去,即安全性仍存在着一定的缺陷。

第一种疫苗由英国医生爱德华·詹纳( Edward Jenner)在1796年引入。詹纳从一个患有牛痘的挤奶女仆的手上采集脓液,将其注射到一个8岁男孩詹姆斯·菲普斯的胳膊上,在经历几天的发烧后,小男孩神奇的康复了。六个星期后,他用天花病毒对男孩进行了测试,发现无任何症状出现。于是詹纳扩大了他的研究范围,并在1798年报告中称其疫苗在儿童和成人中都是安全的——牛痘病毒赋予人类抵抗天花的保护作用。

继詹纳的工作之后,路易斯·巴斯德( Louis Pasteur)在1880年代引入了第二代疫苗,后者开发了用于霍乱和炭疽的疫苗,并通过了国家疫苗接种政策。二十世纪,出现了几种成功的疫苗,包括针对白喉、麻疹、腮腺炎和风疹等疾病。随着疫苗变得越来越普遍,许多人开始认为它们是“无敌的”。但是,疫苗仍然无法治疗许多重要疾病,包括单纯疱疹、疟疾、淋病和艾滋病等各类严重疾病。

PART.
02
疫苗种类

疫苗的关键是将抗原注射到体内而同时不致使人生病。科学家已经开发出几种方法来完成此操作,并且每种方法都可以制造出不同类型的疫苗。

01
减毒活疫苗

对于这些类型的疫苗,会将较弱、无症状的病毒或细菌形式引入体内。接种此种疫苗,病原体不会扩散且引起疾病,但是免疫系统仍会学会识别其抗原并知道将来会如何“战斗”。

优点:由于这些疫苗将实际的活病原体引入体内,为免疫系统提供了绝佳的模拟环境。因此,减毒活疫苗只需一两剂就可以产生终身免疫力。

缺点:由于减毒活疫苗中含有活的病原体,因此不给免疫系统弱的人(如正在接受化学疗法或HIV治疗的人)提供疫苗,因为病原体可能会变得更强壮并引起疾病。此外,这些疫苗必须始终冷藏,以免弱毒的病原体死亡。

02
特定疫苗

麻疹;腮腺炎;风疹(MMR联合疫苗)

水痘(水痘);流感(鼻喷雾剂);轮状病毒

03
灭活疫苗

对于这些疫苗,特定的病毒或细菌被热或化学物质杀死,其死细胞被引入体内。即使病原体已经死亡,免疫系统仍可以从其抗原中学习如何在将来对抗其活体形式。

优点:这些疫苗可以冷冻干燥使其易于保存,因为与活的减毒疫苗一样,没有杀死病原体的风险。它们也更安全,没有病毒或细菌变异致病的风险。

缺点:由于病毒或细菌已经死亡,因此它不能像活的减毒病毒那样准确地模拟真实物体。因此,经常需要几次剂量和“助推器”训练身体以自我防御。

04
亚基/共轭疫苗

对于某些疾病,科学家能够从病原体中分离出一种特定的蛋白质或碳水化合物,将其注入人体后,可以训练免疫系统做出反应而不会引起疾病。

优点:使用这些疫苗,由于只有一部分或原始病原体而不是全部注入体内,因此发生不良反应的几率要低得多。

缺点:在病原体中最好的抗原用于训练免疫系统,然后分离它们并非总是可能的。这样只能生产某些疫苗。

05
类毒素疫苗

某些细菌性疾病会通过分泌有害的化学物质或毒素来损害人体。对于这些细菌,科学家能够使用甲醛和水的混合物来“灭活”某些毒素。然后将这些死毒素安全地注射到体内。免疫系统可以从死亡的毒素中充分学习,以抵御生命中出现的毒素。

06
结合疫苗

某些细菌,如希伯氏病,具有糖分子的外层涂层,它们伪装其抗原并欺骗年轻的免疫系统。为了解决这个问题,科学家可以将一种抗原从另一种可识别的病原体与伪装细菌的糖衣结合起来。结果,人体的免疫系统学会识别含糖的伪装本身是有害的,并在糖伪装进入人体后立即对其进行攻击。

PART.
03
COVID-19疫苗的分析与展望

要了解COVID-19疫苗的工作原理[2],首先要了解我们的身体如何抵抗病毒类疾病。当诸如COVID-19的病毒之类的细菌侵入我们的身体时,它们就会攻击人体系统并进行繁殖。血液中含有将氧气输送到组织和器官的红细胞,以及与感染作斗争的白细胞或免疫细胞。不同类型的白细胞以不同方式抵抗感染:

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巨噬细胞是吞噬并消化细菌和死亡或垂死细胞的白细胞。巨噬细胞留下了称为抗原的入侵细菌部分。人体将抗原识别为危险抗原,并刺激抗体攻击抗原;

B淋巴细胞是防御性白细胞。它们产生攻击巨噬细胞遗留的病毒片段的抗体;

T淋巴细胞是另一种防御型白细胞。它们攻击体内已被感染的细胞。

COVID-19疫苗可帮助我们的身体对导致COVID-19的病毒产生免疫力。不同类型的疫苗以不同的方式提供保护,但是在所有类型的疫苗中,人体都会留下“记忆”T淋巴细胞和B淋巴细胞,它们会记住将来如何与这种病毒“作斗争”。

疫苗接种后,人体通常需要几周的时间才能产生T淋巴细胞和B淋巴细胞。因此,由于疫苗没有足够的时间提供保护,因此可能在接种疫苗之前或之后感染导致COVID-19的病毒,然后生病。

有时在接种疫苗后,增强免疫力的过程会引起症状,例如发烧。这些症状是正常现象,表明身体正在增强免疫力。

当前,有三种主要类型的COVID-19疫苗正在或即将进行大规模(第3阶段)临床试验。以下是每种疫苗如何促使我们的身体识别和保护我们免受引起COVID-19的病毒的描述[3]

mRNA疫苗中含有导致COVID-19的病毒物质,该物质为我们的细胞提供了有关如何制造该病毒特有的无害蛋白质的指导。当我们的细胞复制出蛋白质后,它们会破坏疫苗的遗传物质。我们的身体认识到该蛋白质不应该存在,并且会生成T淋巴细胞和B淋巴细胞,它们会记住如果我们将来被感染,该如何对抗引起COVID-19的病毒。

疫苗——永不过时的“千金良方”

图片来源:Haynes B F, Corey L, Fernandes P, et al. Prospects for a safe COVID-19 vaccine[J]. Science translational medicine, 2020, 12(568).,doi: 10.1126/scitranslmed.abe0948

蛋白亚基疫苗包括引起COVID-19的病毒的无害片段(蛋白质),而不是整个细菌。接种疫苗后,我们的免疫系统会识别出蛋白质不属于人体,并开始制造T淋巴细胞和抗体。如果将来受到感染,记忆细胞将识别并抵抗这种病毒。

载体疫苗包含一种弱毒活病毒(与引起COVID-19不同的病毒),该病毒具有导致COVID-19插入的病毒的遗传物质(称为病毒载体)。一旦病毒载体进入我们的细胞,遗传物质就会向细胞发出指令,以制造一种蛋白质,这种蛋白质对于引起COVID-19的病毒是唯一的。按照这些说明,我们的细胞复制蛋白质。这促使我们的身体建立起T淋巴细胞和B淋巴细胞,它们会记住如果我们将来被感染时如何抵抗这种病毒。

随着国内外感染人数的不断增多,新型冠状病毒已成为危胁全球安全十分严重的问题。在不久的将来,COVID-19疫苗接种必将成为全球的趋势,相信更安全、更有效的疫苗也将出世,让我们怀着期望,期待新冠结束的这一天早日到来!

参考文献:

1. Siegrist C A. Vaccine immunology[J]. Vaccines, 2008, 5(1): 17-36.

2. Dror A A, Eisenbach N, Taiber S, et al. Vaccine hesitancy: the next challenge in the fight against COVID-19[J]. European journal of epidemiology, 2020, 35(8): 775-779.

3. van Riel D, de Wit E. Next-generation vaccine platforms for COVID-19[J]. Nature materials, 2020, 19(8): 810-812.

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END
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