免疫接种的未来

最后更新日期：2022 年 4 月 20 日

200多年来，疫苗一直是人类抗击疾病的一部分。全球疫苗接种运动消灭了天花，免疫接种在除少数几个国家外的所有国家都消灭了脊髓灰质炎。在许多发达国家，儿童疫苗接种大大降低了传染病的发病率和死亡率，每年接种流感疫苗是全世界普遍接受的做法，以减少季节性流感感染的影响。

虽然我们可以将许多公共卫生成功归因于疫苗接种，但未来仍面临挑战。研究人员无法找到有效疫苗的疾病（如艾滋病毒/艾滋病、疟疾和利什曼病）仍然存在，或者在世界上疫苗接种基础设施薄弱或不存在的地区盛行，甚至目前可用的疫苗也无法提供。在其他情况下，疫苗的成本太高，较贫穷的国家负担不起，尽管这往往是最需要疫苗的地方。当然，尽管目前许多疫苗都非常有效，但仍在努力开发比现有疫苗更有效的疫苗。因此，研究人员继续探索新的可能性。更高的效率、更低的成本和方便的交付是一些主要目标。

新的开发技术

第一种疫苗——天花疫苗——由一种减毒活病毒组成。“衰减”是指将病毒削弱到仍然可以引起免疫反应的程度，但不会在人类宿主中引起疾病。

今天使用的许多疫苗，包括麻疹疫苗和一些流感疫苗，都使用减毒活病毒。其他人则使用杀死形式的病毒、细菌碎片或细菌产生的灭活形式的毒素。被杀死的病毒、细菌碎片和灭活毒素不会引起疾病，但仍会引起免疫反应，防止未来感染。

然而，新技术也被用于制造不同类型的疫苗。其中一些新类型包括：

重组活疫苗
DNA疫苗
mRNA疫苗

重组活疫苗使用减毒病毒（或细菌菌株）作为载体：来自一种疾病的病毒或细菌基本上充当来自另一种感染因子的免疫原性蛋白的递送装置。在某些情况下，这种方法用于增强免疫反应;在其他情况下，当给予实际的药剂时，它会使用，因为疫苗会引起疾病。例如，HIV的减毒程度不足以作为人类的疫苗给药——患病的风险太高了。

从完整的病毒开始，研究人员确定了病毒DNA中复制不需要的部分。然后将编码其他病原体免疫原的一个或多个基因插入该区域。（每个基因本质上都包含告诉身体如何制造某种蛋白质的指令。在这种情况下，研究人员选择编码靶病原体特异性蛋白质的基因：一种对该病原体产生免疫反应的免疫原。例如，杆状病毒（一种只感染昆虫的病毒）可以用作载体，并且可以插入流感病毒的特定免疫原性表面蛋白的基因。

当修饰后的病毒被引入人体时，免疫原被表达和呈递，产生针对免疫原的免疫反应，从而产生针对其来源的病原体的免疫反应。除昆虫病毒外，人类腺病毒也被认为是用于重组疫苗的潜在载体，特别是针对艾滋病等疾病的疫苗。牛痘病毒是天花疫苗的基础，是首次用于重组活疫苗方法的病毒。[1]实验性重组牛痘菌株已被设计用于预防流感、狂犬病和乙型肝炎等疾病。

DNA疫苗由编码特定抗原的DNA组成，该抗原直接注射到肌肉中。DNA本身插入个体的细胞中，然后从感染因子中产生抗原。由于这种抗原是外来的，它会产生免疫反应。这种类型的疫苗相对容易生产，因为DNA稳定且易于制造，但仍处于实验阶段，因为没有基于DNA的疫苗被证明可以引起预防感染所需的大量免疫反应。研究人员希望DNA疫苗能够产生针对疟疾等寄生虫病的免疫力，目前还没有针对寄生虫的人类疫苗。[2]

mRNA 疫苗旨在将信使 RNA（核糖核酸）片段递送至细胞，以便细胞的蛋白质生产机制可以产生蛋白质。从 mRNA 代码产生的蛋白质类似于触发免疫反应的病原体（病毒、细菌、真菌或寄生虫）的蛋白质。然后，蛋白质被“呈递”给免疫细胞，以启动由杀伤细胞和产生抗体的细胞组成的免疫反应。所有这些都使疫苗不包含制造疫苗的病原体的任何部分。研究人员所需要的只是受体细胞产生的蛋白质的遗传密码。截至 2020 年 4 月，世界上唯一获得许可的 mRNA 疫苗是针对 SARS CoV-2（导致 COVID-19 大流行的病毒）的。[5, 6]

新的交付技术

当您想到接种疫苗时，您可能会想到医生或护士正在注射疫苗。然而，未来的免疫接种方法可能与我们今天使用的方法不同。

例如，在某些情况下已经使用了吸入式疫苗：流感疫苗是在鼻腔喷雾剂中制成的。其中一种疫苗每年都可用于季节性流感。其他可能性包括贴片应用，其中含有极小针头基质的贴片无需使用注射器即可提供疫苗。这种递送方法在偏远地区可能特别有用，因为它的应用不需要训练有素的医务人员，而通过注射器注射的疫苗通常需要训练有素的医务人员。

研究人员试图解决的另一个问题是所谓的冷链问题。许多疫苗需要低温储存才能保持活力。不幸的是，在世界上疫苗接种对疾病控制至关重要的地区，通常无法进行温控储存。成功根除天花的原因之一是天花疫苗可以在相对较高的温度下储存，并在合理的时间内保持活力。然而，一些当代疫苗无法承受这样的温度。2010年4月，冰岛的埃亚菲亚德拉冰川火山喷发，导致北欧的空中交通陷入停顿，包括载有1500万剂脊髓灰质炎疫苗飞往西非的飞机。官员们担心疫苗的延迟会让脊髓灰质炎传播，或者停飞飞机货舱的温度会使疫苗失效。[3]

这种情况凸显了对疫苗材料的需求，这些材料可以在各种条件下轻松运输，并且仍然可行。2010年初，牛津大学詹纳研究所的研究人员研究了解决这个问题的一种可能方法。研究人员从一个小的过滤器状膜开始，用一层超薄的糖玻璃涂层涂上一层，病毒颗粒被困在里面。在这种形式下，研究人员使用的病毒可以在高达113°F的温度下储存六个月，而不会失去激发免疫反应的能力。相比之下，当在113°F的液体储存中储存一周时，测试的两种病毒中的一种基本上被破坏了。

研究人员还证明，疫苗材料可以放置在设计用于连接到注射器的支架中，从而允许疫苗接种者准备疫苗材料（注射器内有流体介质）并几乎同时接种疫苗。

虽然这项研究是初步的，但它为疫苗的储存和交付提供了一条有希望的新途径。通过这样的稳定方法，可以在以前难以或不可能到达的地区开展广泛的疫苗接种运动。[4]

免疫接种的未来取决于医学研究的成功，这些疫苗更易于管理，即使在没有冷藏的情况下也能在运输中存活，并提供更实质性和持久的免疫反应。与此同时，针对如此多传染病的疫苗的持续成功激励了科学家使用类似的方法来对抗对许多人仍然致命的疾病，例如疟疾、艾滋病毒/艾滋病和其他尚无有效疫苗的疾病。

来源

普洛特金，S.，莫蒂默，E.疫苗。纽约：Harper Perennial;1988.
福米尼恩，G.火山灰推迟了西非脊髓灰质炎疫苗接种.更新时间：2010 年 4 月 20 日。2018年10月1日访问。
Carvalho， J.A.， Rodgers， J.， Atouguia， J.， Prazeres， D.M.， Monteiro， G.A. DNA 疫苗：针对寄生虫病的合理设计。专家修订疫苗。2010年2月;9(2):175-91.
Alcock， R.， Cottingham， M.， Rollier， C.， et al. 碳水化合物玻璃中超生理温度下活痘病毒和腺病毒疫苗载体的长期热稳定性。Sci. Transl. Med.2010; 2（19），19ra12。
耆那教 S、Venkataraman A、Wechsler ME、Peppas NA。基于信使 RNA 的疫苗：COVID-19 大流行背景下的过去、现在和未来方向。Adv Drug Deliv 修订版 2021 年 10 月 9;179：114000。doi： 10.1016/j.addr.2021.114000.印刷前的 Epub。PMID：34637846;PMCID：PMC8502079。
韦贝克 R、伦塔克 I、德斯梅特 SC、德威特 H.mRNA 疫苗的曙光：COVID-19 病例。J 控制释放。2021 年 5 月 10;333：511-520。doi： 10.1016/j.jconrel.2021.03.043.Epub 格式 2021 3 月 30.PMID：33798667;PMCID：PMC8008785。