疫苗科学:疫苗是如何工作的？

奇普和戴尔的故事

要了解疫苗是如何工作的，你需要了解两个5岁儿童Chip和Dale的故事。

奇普

奇普和他班上一个患麻疹的孩子一起玩。十天后，奇普出现高烧、流鼻涕、红眼和皮疹。皮疹由红色肿块组成，从他的脸上开始，一直蔓延到身体的其他部位。又过了两天，奇普开始呼吸困难。他的呼吸短促而急促。奇普的妈妈带他去看医生，在那里他做了一次胸部x光检查。x光显示奇普患有肺炎(麻疹感染的常见并发症)。奇普住进了医院，他在那里呆了五天，最后康复了。战胜麻疹感染后，奇普再也不会得麻疹了。或者，换一种说法，奇普对麻疹有免疫力。Chip对麻疹免疫，因为他体内的细胞能够识别并产生麻疹病毒的“抗体”。这些被称为“记忆B细胞”的细胞在感染过程中发育，并将在Chip的余生中一直存在。

戴尔

戴尔也和患麻疹的孩子一起玩。然而，戴尔从未出现麻疹症状。他没有发烧，皮疹或肺炎。戴尔感染了麻疹病毒，但他没有任何麻疹的症状。这被称为“无症状感染”因为戴尔和奇普一样，也会产生“记忆B细胞”，他也因此终生免疫麻疹。

奇普和戴尔的区别

尽管奇普不得不为他的豁免权付出高昂的代价，戴尔却没有。戴尔很幸运。尽管一些儿童在接触麻疹时不会受到严重感染，但大多数儿童会。在1963年开发出麻疹疫苗之前，麻疹每年会感染美国约300-400万儿童，导致约48，000名儿童住院，约1，000名儿童患脑炎(脑肿胀)，约400-500名儿童死亡。

疫苗带走了运气

通过引起“无症状感染”，疫苗模拟了发生在戴尔身上的情况。这使得儿童受益于感染带来的自然免疫力，而不必遭受自然感染的严重后果，有时甚至是致命的后果。

疫苗通过控制以下因素来消除运气因素:

• 暴露剂量(所需的最小量)
• 暴露时间(最高风险期之前)
• 病原体的潜在严重性

观看关于百日咳疫苗如何在社区中发挥作用的视频。

了解疫苗是如何制造的，所以它们在不致病的情况下产生免疫力。

了解更多关于免疫系统的知识。

自然感染比免疫好吗？

诚然，自然感染几乎总是比疫苗产生更好的免疫力。疾病免疫通常发生在一次自然感染之后，而疫苗免疫通常发生在多次注射之后。但是，接种疫苗和自然感染的区别在于免疫所付出的代价。

自然感染后为免疫付出的代价可能是水痘导致的肺炎、b型流感嗜血杆菌(Hib)导致的智力迟钝、肺炎球菌导致的肺炎、风疹导致的出生缺陷、乙肝病毒导致的肝癌或麻疹导致的死亡。

与自然感染一样，疫苗免疫也会诱导免疫，但与自然感染不同的是，免疫不会为免疫付出如此高的代价。

如果你能从你的免疫系统的角度来看这个世界，你会意识到病毒或细菌来自哪里是无关紧要的。你的免疫系统“看到”外来的东西，攻击它，使它失去能力，然后将有关病原体的信息添加到它的记忆库中。下一次遇到病原体时，你的免疫系统准备更快地做出反应。

疫苗和自然感染疾病的区别在于剂量、已知的暴露时间和病原体的潜在严重性。

• 剂量-当某人自然暴露于病毒或细菌时，剂量通常更大，因此产生的免疫反应通常也更大(症状也是如此)。然而，当科学家设计疫苗时，他们确定产生保护性免疫反应所需的最小病毒或细菌量。
• 暴露时间–大多数时候，我们不知道自己何时暴露于病毒和细菌之下；然而，当我们接种疫苗时，我们确实知道。本质上，我们在控制我们自己(或我们的孩子)暴露于疫苗保护的病毒或细菌，因为我们知道它们发生的时间和地点。相比之下，更典型的标准是，我们不知道从医生办公室的门把手、签到台的笔、候诊室的书，或者我们去诊所后去的餐馆的其他顾客，我们会接触到什么病毒或细菌。
• 病原体的潜在严重性当有人因暴露于社区中的病原体而生病时，称为自然感染，他们可能会经历轻微的疾病或变得非常严重，甚至死亡。另一方面，疫苗接种提供了免疫力，而不必遭受自然感染的严重，有时是致命的后果。

有趣的是，一些疫苗比自然感染诱导了更好的免疫反应:

• 人乳头瘤病毒(HPV)疫苗疫苗中特定蛋白质的高纯度导致了比自然感染更好的免疫反应。
• 破伤风疫苗破伤风产生的毒素非常有效，导致疾病的量实际上低于诱导持久免疫反应的量。这就是为什么破伤风患者仍然被推荐接种疫苗的原因。
• b型流感嗜血杆菌(Hib)疫苗2岁以下的儿童通常不会对Hib表面导致疾病的复杂糖衣(多糖)产生良好的反应；然而，疫苗将这种多糖与一种辅助蛋白连接起来，这种辅助蛋白产生的免疫反应比自然产生的免疫反应更好。因此，仍建议2岁以下的儿童接种Hib疫苗。
• 肺炎球菌疫苗这种疫苗的作用方式与Hib疫苗相同，在幼儿中产生比自然感染更好的免疫反应。

因此，总而言之，疫苗提供给我们较少数量的病毒或细菌的保护，对暴露时间安排的控制，以及在不经历严重疾病的情况下获得免疫力的知识。

观看奥菲特博士在下面的短片中谈论自然感染和疫苗接种，这是与保罗·奥菲特博士谈论疫苗系列。

接种疫苗和免疫接种有区别吗？

虽然我们通常交替使用疫苗接种和免疫接种这两个词，但它们并不完全相同。

当爱德华·詹纳用牛痘给人们接种疫苗时，疫苗这个术语首次被创造出来天花。疫苗这个词来自拉丁语疫苗科意思是“牛的”

免疫是指由生物制剂诱导的免疫。免疫这个词来自拉丁语免疫，指的是“一群曾经战斗并幸存下来的士兵，他们再也不用战斗了。”在我们的社会中，豁免权已经意味着从任何累赘的自由；就疫苗而言，我们的孩子就是士兵；疫苗就是战斗，获得的自由来自疾病。

免疫有两种形式:

1. 自动免疫接种是指注射疫苗，让接受者产生自己的免疫反应。接受乙型肝炎疫苗是主动免疫的一个例子。
2. 被动免疫是指施用其他来源的抗体或抗毒素来保护接受者。通过母乳从母亲传给孩子的抗体是被动免疫的一个例子。

了解更多关于主动和被动免疫以及第三种类型的信息，称为“群体免疫”或“群体免疫”

疫苗和抗生素

疫苗和抗生素是对抗细菌感染的两种最有力的工具。疫苗通过预防感染起作用，而抗生素通过治疗感染起作用。

关于抗生素

抗生素是在20世纪初首次发现的，当时发现了一种叫做磺胺的药物，可以保护人们免受致命细菌感染，如肺炎球菌。肺炎球菌导致肺炎、血流感染和脑膜炎。

也许最著名的抗生素是青霉素。到20世纪40年代，青霉素可以大量生产，并被认为是一种简单的方法来拯救人们免受肺炎球菌引起的疾病和死亡。医生认为他们可以用这些新工具消灭肺炎球菌；因此，人们对通过疫苗预防肺炎球菌的兴趣减弱了。

罗伯特·奥里安博士是一位继续研究肺炎球菌感染的医生，先是在纽约，后来遍及全国。他的研究表明，虽然接受青霉素治疗的人死于感染的可能性较低，但肺炎球菌感染的人数仍与青霉素问世前一样多。他还发现，无论是否接受抗生素治疗，肺炎球菌感染最严重的人都会死亡。保护他们的唯一方法是首先防止他们被感染；也就是说，让他们免疫。

在奥地利博士完成他的研究时，人们继续被感染，并使用抗生素治疗肺炎球菌感染，如青霉素。抗生素通过阻止细菌自我繁殖来解决感染。

然而，细菌以“适者生存”的方式做出反应。这些耐抗生素的细菌继续繁殖，并可以传染给他人。

青霉素开始广泛使用后不久，抗生素耐药性就被发现了。到了1967年，对青霉素耐药的肺炎球菌菌株开始出现。起初，抗生素耐药性的答案很简单。如果细菌对青霉素有抵抗力，使用另一种抗生素。然而，到了20世纪80年代和90年代，随着肺炎球菌和其他细菌对抗生素的耐药性越来越强，医生们已经别无选择。事实上，今天有一些现有的抗生素对其无效的细菌菌株。尽管科学家们继续研究、设计和测试新的抗生素，但这一过程既缓慢又昂贵。

在肺炎球菌的情况下，我们有一些喘息的机会——奥地利医生的第一种疫苗在20世纪70年代末问世，第二种疫苗于1983年推出，今天仍用于成人。尽管奥地利医生的疫苗对成人有效，但对幼儿效果不佳。在2000年，另一个版本叫做肺炎球菌结合疫苗对儿童更有效的药物也开始出现；从那时起，这些疫苗已经得到了增强，以防止更多类型的肺炎球菌，它们也被用于更好地保护成年人。随着社区中更多的人对特定类型的细菌(如肺炎球菌)进行免疫，细菌繁殖和感染他人的机会就越少。因此，疫苗已经成为我们对抗抗生素耐药性的最重要工具之一。

为了遏制耐药性，除了接种疫苗，人们还应该:

• 只有在患有细菌感染时才使用抗生素。抗生素对由病毒引起的感冒或流感无效。抗生素的过度使用会导致细菌的耐药性越来越强，从而导致该人出现无法治愈的感染或将其传染给他人。
• 不要使用旧的抗生素或为其他人开的抗生素，因为它们可能无法有效治疗您当前的感染；这些药物可能会让细菌继续复制并传播给其他人。

疫苗和抗生素的一个重要区别

疫苗和抗生素的一个重要区别是它们的工作原理。抗生素扩散到全身以阻止感染，而疫苗是在注射部位附近加工的，比如在手臂的肌肉中。疫苗加工后，针对疫苗产生的免疫细胞在体内循环。因此，抗生素和疫苗的剂量是不同的。抗生素的剂量需要考虑一个人的身体大小，而疫苗则不需要。相反，剂量需要考虑免疫系统的反应能力。了解更多关于剂量的注意事项。