今天聊聊各类疫苗(没时间看的话建议你先收藏)
之前我们介绍过抗生素,它的发明使细菌感染不再成为恐惧。然而还有一种更可怕的微生物——病毒,病毒高度依赖其他生命体,无法独自生存,一旦感染机体,机体在没有任何防备的情况下,便会对机体产生各种危害。疫苗的出现则为人们提供了对抗病毒的有力武器,目前新冠肺炎依然肆虐全球,借此今天我们就一起来聊一聊疫苗,给大家科普一下疫苗都有哪些种类。
▉ 定义
疫苗是用细菌、病毒、类毒素等制成的可使机体产生特异性免疫的生物制剂,通过疫苗接种能使机体获得免疫力。疫苗进入人体后,可刺激人体的免疫系统,产生记忆B细胞,当该种病原体再次入侵人体时,B细胞就能立马产生抗体或效应淋巴细胞将病原体杀死,达到保护机体的作用。这样看来,直接杀死病原体的不是疫苗本身,而是免疫系统产生的抗体或效应淋巴细胞。
▉ 分类
用人工培育的方法,使细菌或病毒产生定向变异,从而大大降低致病性,这种致病性减弱的病原体制成的疫苗称减毒疫苗,虽然其毒力大大减弱,但还是有所保留,同时又不缺失免疫原性和繁殖能力。减毒活疫苗进入人体后,相当于进行了一次感染,只不过不会有很严重的毒性反应,在这过程中,机体免疫系统被激活产生抗体,获得免疫。目前已经在临床使用的减毒活疫苗有:麻疹减毒活疫苗、甲型肝炎减毒活疫苗、冻干甲肝减毒活疫苗、冻干水痘减毒活疫苗、乙型脑炎减毒活疫苗、风疹减毒活疫苗、腮腺炎减毒活疫苗、口服脊髓灰质炎减毒活疫苗、口服狂犬病减毒活疫苗等。但是减毒活疫苗中含有活病原体,存在隐形感染隐患,且由于不同的活疫苗中病原体的致病能力各不相同,减毒活疫苗存在一定的毒力回升风险,总体的安全性并不高。
▉ 灭活疫苗(inactivated vaccine)
灭活疫苗是由杀死了的细菌、病毒或立克次体制成的,这些死去的病原体已经完全丧失了致病性,但仍保留免疫原性。临床使用的灭活疫苗有:甲肝灭活疫苗、流感疫苗、狂犬病疫苗等。最近刚上市的,由国药集团中国生物北京公司研制的新冠疫苗就属于灭活疫苗。与减毒活疫苗相比,灭活疫苗的安全性更高,不会导致人体感染。灭活疫苗不能模拟自然感染,免疫原性相对不足,因此其效果低于减毒活疫苗,但可以通过增加剂量和接种次数弥补(这也是很多人在问的为什么这次的新冠疫苗要注射两针的原因所在)。灭活疫苗的技术路线发展成熟,研发时间短,这也是备受青睐的原因之一。
▉ 基因工程亚单位疫苗(subunit vaccine)
基因工程亚单位疫苗是指将目标抗原基因在原核或真核细胞中表达,并以基因产物—蛋白质或多肽制成疫苗,比如目前研究的基于S蛋白的新冠亚单位疫苗(S蛋白是SARS-CoV-2与人体细胞上的ACE2受体的结合部位,体外完成S蛋白的表达后再将其用于制备疫苗)。基于此蛋白质的疫苗不需要培养病毒,只需要知道新冠病毒的基因序列,再利用现代生物技术合成S蛋白即可。这种疫苗保留了病毒的抗原性而没有病毒的致病性,不会因病毒感染而致病,安全性好。由于体外表达的蛋白通常由MHC II分子呈递,所以基于蛋白质的亚单位疫苗无法像载体疫苗一样在细胞内表达抗原进而被MHC I呈递而激活T细胞发挥杀伤作用(看不懂这个地方的赶紧去看《人人学懂免疫学》15期和《人人学懂免疫学》16期)。
▉ 重组载体疫苗(recombined vector vaccine)
重组载体疫苗是将抗原基因直接插入到某些无致病性的或经去除毒力基因后的微生物基因组中,再筛选出可正常表达抗原的个体制备成疫苗。比如流感病毒载体疫苗(可复制型)以及腺病毒载体疫苗(不可复制型)。以腺病毒载体疫苗为例一般操作方法是(上图)将目标抗原基因整到腺病毒基因内,接种该疫苗后,病毒载体会进入细胞,插入到基因内的目标抗原蛋白基因会转录翻译表达抗原蛋白,这种抗原蛋白可以直接展示在感染细胞表面触发细胞免疫反应,也会从细胞内转移到细胞外,从而引动人体的免疫应答。无法自我复制的腺病毒则会被人体免疫机制清除,不会对人体造成影响,安全性高。
▉ 血清疫苗(serum vaccine)
这种疫苗属于被动免疫,因为它是直接由特异性抗体制成的,可以分为三类。第一类是抗毒素,它是用类毒素免疫动物(马或骡)产生抗体,然后取其血浆经分离纯化制成。第二类是抗血清,它是用脱毒毒素、细菌或病毒免疫动物使其产生抗体,然后取其血浆经分离纯化获得。第三类是特异性抗体,它是直接用抗原免疫动物,然后取其血浆经分离纯化获得的抗体。
核酸疫苗分为DNA疫苗和mRNA疫苗。
DNA疫苗是将抗原的基因和表达载体DNA重组而成,直接将其注射到体内,该类疫苗能模仿活病毒感染方式合成内源性抗原,并被呈递给MHC I类分子诱导CD8+T细胞产生杀伤作用。DNA疫苗的制备不需要获得病毒,研发机构可以根据基因序列直接制造疫苗。然而,DNA疫苗的缺点在于这种外来的DNA可能会与细胞自身的DNA整合,因此DNA疫苗尤其需要关注安全性。
mRNA疫苗则是一样的道理,不过它不需要进入细胞核就能表达抗原。直接用mRNA做疫苗,无需像DNA疫苗一样需先进入细胞核完成转录过程再在胞浆进行蛋白质的翻译表达,mRNA疫苗可以直接在细胞浆内合成蛋白,比DNA疫苗省了一步。mRNA疫苗的步骤简化,基本不用担心病毒DNA整合到宿主DNA上。但是,mRNA不如DNA或蛋白质稳定,其最大的缺陷就是容易降解,如何保证mRNA能够顺利进入宿主细胞并产生具有一定免疫原性的蛋白质是一个难点。
多肽疫苗是按照病原体抗原基因中已知或预测的某段抗原表位的氨基酸序列,通过化学合成技术制备的疫苗。由于它完全是合成的,不存在毒力回升或灭活不全的问题。对于一些无法通过体外培养方式获得足够量的抗原,多肽疫苗也提供了另一种制备思路。
关于疫苗就先介绍到这啦,如果想对疫苗了解的更透彻以及想知道疫苗具体是如何让机体产生免疫的,欢迎出门左转进入传送门(人人学懂免疫学)
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