每次发生疫情,人们总会首先想到疫苗,因为疫苗是防控传染病最有效的手段。疫苗有成本最低,更有先发制敌的优势,这些优点无疑让它成了公众的希望。
当前,我国和世界其他国家有多款新型冠状病毒疫苗已进入临床试验阶段,将为人类阻击新冠疫情起到重要作用。那么,疫苗究竟是怎样起作用的呢?
为什么要接种疫苗
传染病具体指的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,所以传染病的传播需要三大要素:传染源、传播途径与易感人群。控制住任意一项,都可以阻断传染病的传播。疫苗的作用就是保护易感人群。
病毒感染细胞后,会对人体免疫系统发起攻击。
形象地说,我们的身体就像一座城池,外有皮肤、黏膜这样的城墙和护城河的保护,内有免疫细胞这样的警察巡逻、站岗,而警察手里的武器、信号弹等就是由免疫细胞所分泌的免疫因子。
当细菌、病毒这样的不法分子偷偷进城后,就会被巡逻的警察发现并歼灭,同时它们还会记录这个不法分子的特征,全城张贴通缉令,以保证相同的敌人再次来犯时,能够在第一时间将其消灭。
接种疫苗的过程就像是我们人为地塞几个不法分子(当然不是年轻力壮、破坏力十足的那些)进城,让警察抓住、认识、消灭它们,从而帮助我们的机体建立针对某种疾病的长期的防御力,由此实现主动免疫。
疫苗的发展过程
人类研制的第一个对抗传染病的疫苗是用于防治天花的“人痘”,而且是我国首创。
天花是一种非常古老的烈性传染病,至少在人类社会肆虐了近3000年的时间(有文字可以考证的天花瘟疫,最早出现在公元前2000多年的印度),致死率高达30%。18世纪末,每年大约有40万欧洲人被天花病毒夺走生命。
天花传入我国的时间大约是汉代,古人称之为“痘疮”。晋代的葛洪记载了天花的一次暴发:“比岁有病时行,乃发疮头面及身,须臾周匝,状如火创,皆载白浆,随决随生,不即治,剧者多死。”
在与天花的长期斗争中,人们发现了一些规律:感染了天花的人不一定都会死,一旦活下来,就不会再感染天花。在“以毒攻毒”的观念引导下,在宋代,人们就把沾有患者疤浆的衣物给健康儿童穿戴,或将天花愈合后的局部痂皮研磨成细粉,让健康儿童吸入鼻孔,这被后来人称为“人痘”。种过“人痘”后,天花感染率显著下降。这也是人类有史可以考证的最早的免疫疗法。
现代疫苗的发明和使用可追溯到1798年。那一年,英国医生爱德华·詹纳从一名感染牛痘病毒的挤奶工的皮肤病灶里提取了样本,然后接种到一个男孩身上。正如詹纳预想的那样,男孩出现了感染牛痘病毒的轻微症状,但他也获得了抵御天花病毒进一步侵袭的能力。这次相对安全且有效的牛痘接种,是公认的人类现代疫苗使用的开始。
19世纪中叶,近代微生物学的奠基人巴斯德提出“微生物致病理论”后,细菌性病原疫苗开发进入黄金时代:
1879年,霍乱疫苗诞生;
1881年,炭疽疫苗诞生;
1882年,狂犬病疫苗诞生;
1890年,抗破伤风疫苗和白喉疫苗诞生;
1896年,伤寒热疫苗诞生;
1897年,抗鼠疫疫苗诞生;
1921年,结核病疫苗(卡介苗)诞生;
1926年,抗百日咳疫苗诞生;
1927年,抗结核疫苗诞生……
其中,黄热病是继天花、霍乱和鼠疫之后第四个被《国际卫生条例》定为须国际检疫的传染病。作为一种古老的病毒,黄热病的传播历史已达5个世纪之久,有历史记载的首次黄热病流行事件,发生在1648年的墨西哥尤卡坦半岛。直到1927年,引起黄热病的元凶——黄热病病毒才被发现。
1937年,经过十几年坚持不懈的努力,美国生物学家马科斯·赛尔成功研发了黄热病疫苗。这种疫苗的推出,有效地遏止了黄热病的进一步流行。
1949年,美国科学家约翰·富兰克林·安德斯和同事建立了体外培养人致病病毒的方法。有了该方法,1952年,乔纳斯·索尔克研制出了脊髓灰质炎疫苗,并于1954年通过试验宣告成功。
1954年,安德斯等人又成功提取了麻疹病毒,开始研制麻疹疫苗,1961年麻疹疫苗宣告试验成功。
从此,长期肆虐的病毒传染病得到控制。
疫苗是如何起作用的
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:
1.最经典的疫苗——减毒活疫苗
目前,科学家已经成功抓获了那些名为新冠病毒的不法分子(种子毒株的分离),但是并没有立刻消灭它们,而是将它们圈养在实验室创造的适宜环境中,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,科学家精心挑选出那些老弱病残、缺胳膊少腿的,它们和最初的坏人长相基本相同,但是因为体力不支或者身体残缺,没法像别人那样在城里杀人放火、为所欲为(毒力下降)。这些老弱病残的坏人便是减毒活疫苗。
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。其在人体内能够增值,可长时间和机体细胞发生作用,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。但是减毒毒株的筛选比较困难,耗时长,并且减毒毒株在体内有回复毒力的风险。
2.最粗暴的疫苗——灭活疫苗
觉得挑选老弱病残太慢、太麻烦?好,将逮到的不法分子统统枪毙(病毒灭活),把尸体丢进城里给那些巡逻的警察做通缉令去吧!这些不法分子的坟墓上都插着牌子,上书: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,其制备方法简单、快速,且因丧失了毒力所以安全性很高。但是,死疫苗失去了致病、扩增的能力,进入人体以后不能生长繁殖,对人体刺激时间短,产生的免疫力不高,要想得到高且持久的免疫力,必须多次重复接种。
3.别出心裁的疫苗——mRNA疫苗
科学家对逮到的不法分子进行“审讯”,好不容易得到了该不法组织内部机密文档一份(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里后,就可以在城内特定的工厂里利用城里的资源培养更多同伙(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)封好送进城,让城里的相关机构依照指南制造出和坏人相似的假人模特(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,此种疫苗安全性很高。但是,为什么很少听说有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,且mRNA本身也具有免疫原性,能够引起机体的免疫应答(是机体针对mRNA这个物质的免疫应答,而不是我们所希望的机体针对病毒的免疫应答)。
能否依靠疫苗像消灭天花一样消灭新冠病毒
根据传染病传播的三个要素对新冠病毒导致的疫情进行分析后,我们就能得到这个问题的答案:仅仅靠疫苗,还不够!
1.传染源
目前,关于新冠病毒从何而来还未有定论。随着在人群中的传播,感染了病毒的患者成了新的传染源,需要接受隔离治疗,避免传染给更多的人。
所以,从控制传染源的这个角度来讲,疫苗的作用是有限的。
2.传播途径
新冠病毒可经飞沫、密切接触传播,触摸污染物体表面后触摸嘴巴、鼻子或眼睛也可能被传染。从这方面看,养成良好的习惯,做好个人防护至关重要,戴口罩、戴手套、勤通风、勤消毒这些措施都可以有效地保护自己,降低感染病毒的风险。
3.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,如果未来新冠病毒疫苗上市了,我们是否就可以彻底消灭该病毒了呢?
这个想法可能是对的,但是实现起来比较困难。一方面,相比天花病毒这一类基因组稳定的DNA病毒而言,新冠病毒由于是RNA病毒,更容易发生基因突变,这很有可能让病毒本身的性质发生改变,也造成疫苗效果大打折扣;另一方面,即使我们成功消灭了人群间的新冠病毒,但其传染源还未解决的话,今后仍然具有再次暴发的风险。另外 ,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。
在接种疫苗前,大家能做的便是注意休息,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,另一方面降低传染率,双管齐下,保护自己,同时也保护他人。
初审、一校:成自来
复审、二校:成自来
终审、三校:陈光中