Why do some vaccines work better than others?
为什么有些疫苗比其他疫苗效果更好？
如果有人接种了麻疹病毒疫苗，他们可能不会感染麻疹。
如果有人接种了SARS-CoV-2疫苗，他们仍然很有可能感染COVID-19，也许是多次。
快速浏览上面的例子，人们可能会认为麻疹疫苗“有效”，而 COVID-19 疫苗则无效——“有效”意味着完全预防疾病。但是，疫苗有效意味着什么？这取决于病毒。
以及它传播了多少。
以及疫苗的类型。
以及疫苗刺激的免疫反应。
简而言之，这很复杂。
显而易见的是，这与其说是关于疫苗是好是坏（注意：原则上它们非常好），不如说是关于定义我们应该对它们的期望。
我接种了疫苗，为什么会生病？
疫苗有助于身体将病原体识别为外来实体，并迅速对它们发动攻击。通常，人们认为这意味着疫苗旨在预防感染或促进病原体在宿主定植之前消除病原体（称为“灭菌免疫”）。
这导致了一种误解——部分原因是科学家和媒体的信息不明确——即如果有人感染了他们接种的病原体，疫苗就失败了。虽然绝育免疫力将是一个理想的结果，但目前还无法实现。相反，疫苗主要是为了预防疾病（即感染的结果），这也有助于最大限度地减少病毒的传播。
考虑到这一点，一些疫苗在预防疾病方面做得很好，尽管没有疫苗可以 100% 做到这一点。许多疫苗只是预防严重疾病，但它们可能不是，也从来都不是为了完全阻止疾病。然而，他们可以防止疾病比没有接种疫苗时严重得多。
疫苗还可以抑制住院治疗，这不仅对接种疫苗的人有好处，而且可以减轻医疗保健系统的负担。此外，疫苗比通过自然感染获得的免疫力更安全，自然感染可能导致慢性病（例如，长期 COVID、长期流感等）
疫苗提供的保护类型 – 以及因此对它的期望 – 是由科学家根据临床试验和分析疫苗在“现实世界中”的表现来确定的。它植根于与病毒、疫苗类型、接种时间和频率等相关的一系列相互作用因素。
为了了解这些因素如何影响疫苗反应，让我们看几个例子。
COVID-19疫苗：预防重症
病毒
SARS-CoV-2 是导致 COVID-19 的病毒，是一种单链 RNA 病毒。这些病毒是出了名的草率复制器。它们在种群中复制时容易发生随机突变，这意味着 SARS-CoV-2 突变经常发生，其严重程度取决于它们发生在基因组中的位置。如果这些突变有助于病原体逃避免疫并在宿主之间传播，其中一些突变就会变得“固定”。对于 SARS-CoV-2，刺突蛋白（病毒用来感染宿主细胞和 COVID-19 疫苗旨在靶向）的突变可能导致规避疫苗诱导免疫力的变体。
疫苗
大多数 COVID-19 疫苗是 mRNA 疫苗。这些疫苗以肌肉注射的形式给药，含有 SARS-CoV-2 刺突蛋白的遗传密码 （mRNA）。宿主细胞使用此代码产生病毒蛋白的副本，免疫细胞会记住病毒蛋白，如果将来它们暴露于病毒蛋白，它们会做出反应。最终，COVID-19 mRNA 疫苗会引发强大的抗体反应，并在几个月内显着减弱。
接种
针对主要SARS-CoV-2变异株的新疫苗配方定期发布，疫苗接种时间表反映了这一点。根据美国疾病控制与预防中心 （CDC） 的说法，每个人都应至少接种 1 剂最新的 COVID-19 疫苗（基于 XBB.1.5 变体），并根据以前的疫苗接种状态、年龄等而有所不同。
期望
当 COVID-19 疫苗首次问世时，临床试验表明它们在预防疾病方面非常有效。然而，随着疫苗的广泛部署（这是第一次用mRNA疫苗完成），这些预期被修改了，并且病毒继续变异。进一步的研究表明，疫苗在接种疫苗后的前 6 个月内最有效，2023 年的一项荟萃分析表明，初次接种疫苗后 6 个月，COVID-19 mRNA 疫苗的有效率低于 20%。今天，疫苗的主要目的——以及它们长期做得更好的东西——是预防可能导致住院和死亡的严重 COVID-19。
人乳头瘤病毒（HPV）疫苗：预防癌症
病毒
人乳头瘤病毒（HPV）是一种小的DNA病毒。大多数HPV类型是通过性传播的，有些会导致癌症，即宫颈癌。值得注意的是，疫苗诱导的针对HPV的免疫力相对稳定。这在一定程度上是因为病毒用于复制的宿主DNA聚合酶不能像RNA聚合酶（由ssRNA病毒使用）那样容忍错误。因此，随机突变很少被固定。
疫苗
HPV 疫苗由病毒样颗粒 （VLP） 组成。这些 VLP 由来自 2、4 或 9 种不同 HPV 类型的衣壳蛋白组成，这些 HPV 会导致癌症，具体取决于疫苗。这些蛋白质自组装成模仿病毒大小和形状的颗粒，但不具有传染性或复制性。这种与“真实”病毒的结构相似性意味着VLP诱导持久和持久的免疫反应，并具有针对HPV疫苗类型的高水平中和抗体。
接种
HPV疫苗接种从青春期早期开始;目标是在接触病毒之前保护人们免受病毒侵害。该疫苗通过肌肉注射给药。人们接种 2-3 剂疫苗，具体取决于他们接种第一剂疫苗的年龄。这是为了确保强大的免疫反应，因为年龄较小（9-12 岁）与对疫苗的较高抗体反应相关。不需要加强剂量。
期望
根据疾病预防控制中心的说法，HPV疫苗可以预防90%以上由HPV引起的癌症。这些疫苗还可以最大限度地减少两种最普遍的高危HPV类型（HPV-16和HPV-18）的感染。这可能是因为HPV生命周期的开始开始缓慢，只需要很少的中和抗体来对抗病毒。虽然人们可以期待对HPV疫苗类型的高保护，但感染仍然是可能的。采取其他预防措施（例如，定期进行宫颈癌筛查）也很重要。
流感疫苗：将疾病从“野生”转变为“轻度”
病毒
与 SARS-CoV-2 一样，引起流感的流感病毒也是一种 ssRNA 病毒。当它扩散时，它用来感染细胞的表面蛋白（血凝素和神经氨酸酶）获得随机突变。
流感疫苗针对这些表面蛋白中的一种或多种;当出现新的变种时，它们可能与疫苗训练的免疫细胞识别的相匹配，也可能不匹配。一些引起疾病的流感病毒（如H3N2）比其他病毒（如H1N1）更频繁地发生遗传变化，这可能进一步影响疫苗的有效性。
疫苗
有不同类型的流感疫苗，所有这些疫苗都同样有效。一些疫苗含有已被化学破坏（灭活）的流感病毒，因此它们无法复制。其他疫苗称为亚单位疫苗，仅含有纯化的病毒抗原（引发免疫反应的蛋白质）。
由于后一种类型仅包含部分病毒，因此它们可能不会像整个病毒那样引发强烈的免疫反应。有些疫苗配方含有较多的抗原或佐剂（一种增强免疫反应的化合物）来解决这个问题。
接种
鉴于流感病毒的多变性和免疫力的减弱，建议所有 6 个月及以上的人每年在流感季节开始前（即 10 月底）接种一剂流感疫苗，但有一些例外。
期望
在开发流感疫苗时，科学家们调查了在人群中传播的流感变种，并选择了他们认为将在流感季节占主导地位的四种。有时，他们有根据的猜测比其他人更好，这意味着有人可能在某一年得了流感，但下一年就得了流感。
如果流感疫苗与正在传播的流感病毒之间有很好的匹配，那么疫苗在预防流感方面的有效性约为40-60%。然而，如果接种疫苗的人感染了流感，这种疾病可能不如没有接种疫苗的人那么严重——也就是说，这种疾病从“狂野到轻微”。
麻疹 （MMR） 疫苗：在预防疾病方面几乎 100% 有效
病毒
麻疹病毒是一种传染性很强的呼吸道病毒，目前在美国、英国和世界其他国家传播。与其他一些病毒相比，麻疹有一个显着的属性：它不太可能逃避疫苗诱导的免疫力。这并不是说麻疹不会变异——就像其他ssRNA病毒一样，它确实会变异。
相反，麻疹感染细胞所需的表面蛋白（以及免疫细胞用来检测病原体）不能耐受突变，也就是说，突变使蛋白质无效，这不利于病毒感染宿主细胞的能力。因此，传染性病毒仍可被宿主免疫系统识别。
疫苗
麻疹疫苗（即麻疹、腮腺炎和风疹，或MMR疫苗）是一种减毒活疫苗。与 mRNA 或亚单位疫苗相比，它含有完整的麻疹活病毒，这些病毒已被削弱，不能在宿主体内很好地复制。在接种疫苗期间，给予足够的病毒来刺激免疫反应。由于疫苗接种与自然感染非常相似，因此减毒活疫苗在诱导强大、持久的免疫力方面非常出色。
接种
MMR 疫苗通常在儿童时期通过两剂方案给药（再次通过肌肉注射），从 12-15 个月大开始。没有免疫力证据的成年人也可以接种疫苗。与其他类型的疫苗不同，通常不需要加强剂量——免疫被认为是终生的。
期望
麻疹病毒的稳定性，加上疫苗类型，形成了一个绝佳的组合。两剂MMR疫苗在终生预防麻疹方面有97%的有效性（尽管在极少数情况下可能会发生突破性感染）。当麻疹暴发时，病例主要集中在未接种疫苗的人群中。
归根结底，被疫苗“保护”意味着什么取决于病毒的突变程度（以及这些突变发生在基因组中的哪个位置）、疫苗与自然感染的相似程度（从而触发强大、持久的免疫力）、疫苗配方以及给药频率。
病毒传播的意义
但有一件事在所有疫苗中都是正确的：病毒的传播程度也会影响疫苗的“效果”。这有点直观。如果病毒在人群中猖獗，可能会有更多的人生病。疫苗可能会有所帮助，但病毒的传播规模和免疫逃避能力可能只会为感染创造更多机会。
病毒的流行率会随着时间的推移而变化。例如，流感有季节性的高峰和低谷。这并不意味着流感病毒在流感季节之外不存在。这意味着，即使有了疫苗，病毒在寒冷的月份传播得如此之多，以至于更多的人将不可避免地生病。
同样的想法也适用于疫苗诱导保护力高的疾病，如麻疹。在疫情暴发的情况下，即使只有少数接种疫苗的人感染麻疹（每100名接种两剂MMR疫苗的人中约有3人如果接触该病毒会患上麻疹），这也可能造成大量病例。
根据病毒的不同，病毒感染的宿主越多，免疫逃避变体出现和传播的机会就越大。这也有助于决定现有疫苗如何训练免疫系统来应对病毒。
主人也很重要
科学家研究疫苗在人群和社区规模上的有效性，但在个人规模上，结果可能会有所不同。事实上，有许多因素会影响一个人对疫苗的反应，包括年龄、遗传、肠道微生物群、压力、运动频率、睡眠模式等。
患有某些合并症（例如，累及肾脏、心脏和肺的合并症）也会有所作为。值得注意的是，免疫力会随着时间的推移而自然下降，这也是老年人群更容易感染疾病的原因之一。再加上其他因素（病毒类型和传播、疫苗配方等），某些疫苗的发生速度可能比其他疫苗更快。
如何看待疫苗
如果每种疫苗都能防止一个人生病，那就太好了。现实情况，也是大多数人已经亲身知道的事情，是大多数疫苗都不是这样起作用的。但这并不意味着它们根本不起作用。底线：所有疫苗都具有保护性。关键是要理解——对科学家来说，沟通——在每种疫苗的背景下，保护意味着什么，并相应地塑造期望。