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病毒疫苗研发路径
文章来源:文汇报2020.2.23  点击次数:13   添加时间:2020/3/26 10:28:56    

病毒疫苗研发路径
来源:文汇报2020.2.23                 张誉译   (作者系中国科学院上海巴斯德研究所在读研究生)
     
       虽然疫苗研发需要耗费较长时间,但疫苗仍是防控传染病最有效的手段之一。目前,多个国家已经成功分离了新型冠状病毒毒株,并开始了疫苗研发。尽管还在科研攻关阶段,但大家都认为疫苗是“全村的希望”。那么,疫苗是怎么研发的?是否能帮助我们控制甚至消灭新冠病毒呢?
     
       新冠疫苗如何研发
     
       疫苗的种类很多,它们分别是怎么起作用的?又有哪些局限性?下面我们以新冠病毒为例,介绍几种比较常用的疫苗类型:
     
       最经典:减毒活疫苗
     
       目前,科学家们已成功抓获了这群名为新冠病毒的“不法分子”(种子毒株的分离),并将它们圈养在实验室营造的适宜环境中,让它们不停地繁衍子孙,创造后代(病毒在体外连续传代)。
     
       然后,科学家们从这些病毒的后代中精心挑选出那些老弱病残、缺胳膊少腿的——尽管它们与在人体内兴风作浪的同类们长得基本相同,但因为体力不支或身体残缺,没法像其他同类那样在人体“城池”中杀人放火、为所欲为(毒力下降)。这些老弱病残的“坏人联盟”便是减毒活疫苗。
     
       减毒活疫苗是最经典的疫苗制备方法,最早的减毒活疫苗是法国微生物学家路易斯·巴斯德发明的狂犬疫苗,其制备方法沿用至今。减毒活疫苗使用毒力降低的毒株制备,抗原性高。其优势是在体内能够增殖,长时间和机体细胞发生作用,能诱导较强的免疫力,激发起机体良好的免疫反应,保护效果好。但这种疫苗制备也有不足之处,比如减毒毒株的筛选比较困难、耗时较长,并且减毒毒株在体内有回复毒力的风险。
     
       最直接:灭活疫苗
     
       觉得在病毒的后代中挑选老弱病残太慢、太麻烦?那就来个干脆的——逮到的“不法分子”统统“枪毙”(病毒灭活),把尸体丢进城,给那些“警察”拿去做通缉令。这就是灭活疫苗。
     
       用甲醛处理等合适的手段对病毒进行灭活,就能得到灭活疫苗,又称为死疫苗。这种制备方法简单、快速,且因病毒毒力的丧失,所以安全性很高。但死疫苗失去了致病、扩增的能力,进入人体后不能生长繁殖,对人体刺激时间短,产生的免疫力不高,想要得到高而持久的免疫力,必须多次重复接种。
     
       别出心裁:mRNA疫苗
     
       科学家们通过对逮到的“不法分子”百般审讯,好不容易得到了一份机密文档(通过全基因测序技术,得到病毒的全长基因序列)。这是一份“坏人速成指南”,详细记录了该组织成员的穿着打扮、行为方式、接头暗号等诸多事宜(mRNA作为翻译的模板,决定了氨基酸的序列,进而决定了病毒形态与功能),“不法分子”带着这份指南混进城后,就可在城内特定的工厂里,利用城内资源培养更多同伙(病毒进入细胞后,利用细胞内的酶、原料等进行自我复制,产生更多病毒)。
     
       事态紧急,科学家赶紧将这份机密文档用信封(脂质纳米粒)封好,送进人体“城池”,让城里的相关机构,依照指南内容制造出和细菌病毒相似的“模特”(病毒的mRNA进入宿主细胞后表达出特定的病毒蛋白,作为免疫细胞识别的关键),再送去警察局里画出通缉令。这份用信封包装好的“坏人速成指南”就是mRNA疫苗。
     
       因为不含有病毒的任何蛋白成分,mRNA疫苗安全性很高。但是,为什么又很少听说有mRNA疫苗问世呢?原来,mRNA并不稳定,在递送至细胞的过程中很容易降解,递送方法有待优化;而且,mRNA本身也具有免疫原性,能够引起机体的免疫应答,而不是我们所希望的机体针对病毒的免疫应答。
     
       疫苗能否彻底消灭病毒
     
       从传染病传播的三个要素来分析新冠病毒导致的疫情,你就能知道,仅仅靠疫苗,还不够。
     
       首先看第一大要素——传染源。目前多篇论文结果提示,新冠病毒很有可能来源于野生动物,经过某种未知的中间宿主传染给人类。随着新冠病毒在人群中的传播,感染了病毒的患者成了新的传染源,需要及时接受隔离治疗,避免传染给更多的人。
     
       从控制传染源这个角度看,疫苗的作用不大。因为我们无法给野生动物注射疫苗,也没法限制野生动物的活动区域。最好的方法是从我们自己做起,不买卖和食用野味,减少与野生动物的接触,从而减少被病毒感染的机会。
     
       其次看传播途径。新冠病毒可经飞沫传播、密切接触传播等。就此而言,养成良好习惯,做好个人防护至关重要,戴口罩、勤通风、勤消毒等措施可有效保护自身,降低感染病毒的风险。
     
       第三个传播因素是易感人群。现实生活中很多传染病的控制,都是通过为易感人群接种相应疫苗来实现的。那么,未来,如果新冠病毒疫苗上市了,我们是否就可彻底消灭该病毒了呢?
     
       虽然这个想法可行,但实现却比较困难。一方面,相比于天花病毒这类基因组稳定的DNA病毒而言,新冠病毒属于更容易发生基因突变的RNA病毒。病毒突变之后,很可能会让其本身性质发生改变,从而使疫苗的效果大打折扣;另一方面,即使我们成功消灭了人群间的新冠病毒,但它依然存在于其天然宿主身上。如果人类自己还不吸取教训,不改变食用野味的陋习,或者不加保护地向野生动物栖居地开拓疆土,类似的“潘多拉魔盒”还会被人们不停打开。
     
       总之,疫苗的研发,需要时间和科学家们的不懈努力,不同种类的疫苗也因其原理、效果、安全性、制备工艺等方面的不同而各有利弊。在疫苗尚未面世之前,大家能做的便是多休息、注意营养均衡、适度运动,少去人口密集的公众场所。一方面提高自身免疫力,一方面降低传染风险,双管齐下,保护自己,也保护他人。
            
       为什么要接种疫苗
     
       传染病是由各种病原体引起的能在人与人之间相互传播的一类疾病,其传播需要三大要素:传染源、传播途径与易感人群。所以,只要控制住其中任意一个要素,都可阻断传染病的传播——疫苗的作用就是保护易感人群。
     
       那么,疫苗到底是如何帮助我们抵抗疾病的呢?打个形象的比方,人体就像一座城池,外有皮肤、粘膜所组成的“城墙”和“护城河”保护,内有免疫细胞等组成的“警察”巡逻、站岗,而免疫细胞所分泌的免疫因子就是“警察”手里的枪炮、信号弹等武器。
     
       细菌、病毒之类的“不法分子”偷偷进入人体“城池”后,就会被在体内不断巡逻的“警察”发现并歼灭,同时它们还会记录下这些“不法分子”的特征,四处张贴“通缉令”,以保证相同的敌人如果再次来犯,可在第一时间被发现并消灭。
     
       接种疫苗的过程,就好比人为地将一些老弱病残、活力不足的病毒,当作“活靶子”送进城,让人体内的“警察”抓住、认识并消灭它们。经过这一轮“练兵”,就能帮助人体建立针对某种疾病的中长期防御力,从而实现主动免疫。

(余鸣皋选发)

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