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新冠疫苗为什么还不来

(来源:网站编辑 2020-06-22 09:23)

简单的牛痘苗与复杂的疫苗


  天花疫苗的出现,把人类惯坏了。
  全世界公认的第一款天花疫苗——牛痘苗,是由英国医生爱德华·琴纳在18世纪末发明的,距今已有200多年的历史。根据古籍记载,中国人甚至早在宋朝时就开始尝试用“人痘”接种法来预防天花。这两件事让不少人产生了错觉,以为疫苗很容易制造。
  一个简单的解释是:老祖宗们太幸运了!天花疫苗的出现是各种巧合的结果,古人只要胆子够大就可以了。可惜的是,这样的巧合在历史上只出现过一次,后来的人类就没有这么好的运气了。所以我们必须先努力把疫苗的作用机理搞清楚,才能制造出像天花疫苗这么好用的疫苗。
  疫苗的原理说起来并不复杂,它利用了人体免疫系统的记忆功能,通过接种的办法让免疫系统误以为自己正在受到某种病原体的攻击,从而记住这个病原体的样子,并对未来可能发生的同类型感染做好准备。这与各国进行国防军事演习的道理是一样的。
  问题在于,想让免疫系统形成记忆是需要很多先决条件的,这些条件为疫苗的研发制造了很多困难。下面就以病毒为例,解释一下这些条件是如何影响疫苗制造的。
  首先,病毒必须始终维持基本的样貌,否则免疫系统的记忆力就没有用武之地了。艾滋病疫苗之所以至今未能研制成功,流感疫苗之所以必须每年换一种型号,就是因为艾滋病病毒和流感病毒的突变率太高。天花病毒是DNA病毒,突变率很低,所以天花疫苗取得了成功。新冠病毒虽然是RNA病毒,但它自带一个纠错系统,所以突变率比较低,至今尚未出现足以改变病毒基本形态的基因突变。因此,起码从理论上说,研制新冠疫苗是可行的。
  其次,用于接种的疫苗必须达到一定的量才能激活免疫系統的记忆功能。传统疫苗通过两种不同的手段来达到这个目的,一个是灭活疫苗,一个是减活疫苗。二者各有千秋,且都已是非常成熟的技术。
  所谓灭活疫苗,就是先制备出大量活病毒,再用某种方式(比如用甲醛)将其灭活(杀死),然后把病毒尸体(主要是蛋白质外壳)通过注射的方式引入健康人体内,以激活人体免疫系统,并使之产生足够强的记忆力。
  因为接种的是死病毒,其蛋白质外壳很容易在人体内被降解,从而失去效力,所以灭活疫苗通常需要接种好几次,有时还必须添加一些佐剂来增加免疫反应的强度,操作起来非常复杂,对疫苗的需求量也相当大。
  再说减活疫苗。其工作原理是,用一株和原来的病毒外观极其相似,但毒性非常低的病毒株去感染人体,从而使人体获得针对高毒性病毒株的免疫力。但在实际操作中,低毒性病毒株在自然界极其罕见,牛痘几乎是唯一的例外,所以说古人的运气实在是太好了。
  现在的科学家们没有古人那么好的运气,只能先想办法找到一种合适的动物宿主,用人工方式让其感染病毒,然后一代一代地进行筛选,希望能筛到一株像牛痘这样的低毒性病毒株。这个过程很费时间,还不一定能成功,风险很大。不过,一旦成功,剩下的事情就好办多了,只要把这种减活病毒直接制成疫苗就可以了。其接种过程相当于一次轻症感染,病毒会在人体内继续繁殖,持续对免疫系统造成刺激,所以通常只需接种一次,对疫苗的需求量相对要小一些。
  再次,疫苗毕竟只是一次对身体的“欺骗”,不是真的感染,所以即使人体对疫苗产生免疫反应,生成了相应的抗体,也不一定能起到保护作用,甚至可能有害。所以必须先进行大规模人体试验,才能确定一款疫苗是否可用。
  综上所述,免疫系统的这3个特征决定了疫苗研发是一项非常复杂的系统工程,每一步都需要耗费大量的时间和金钱。
  疫苗从研发到使用需要经历一个漫长的过程,通常至少要花10年的时间。目前的疫苗最快研发速度纪录是由埃博拉疫苗保持的,时间是5年。但这个纪录有点投机取巧的成分,因为埃博拉疫情早在1976年就在苏丹暴发。那次疫情虽然很快得到控制,但后来在非洲又断断续续地出现过很多次,科学家们早有准备,前期已经进行了大量基础研究,对这个病毒的基本特征已有所了解。所以,当2013年西非暴发大规模埃博拉疫情时,科学家们手里已经掌握了很多相关知识。但即便如此,埃博拉疫苗直到2017年年底才终于被批准上市,那时疫情已经过去一年了。
  总之,现代医学虽然大大提高了疫苗的效力,但有一个问题始终没能很好地解决,那就是时间。
  不过,在各国科学家们的努力下,最近出现了多种全新的疫苗技术,有望在不远的将来彻底解决这个问题。

蛋白质疫苗与核酸疫苗


  2020年3月16日,一个名叫詹妮弗·海勒的西雅图居民在左臂上接受了针剂注射,正式开启了新冠疫苗的人体试验。第二天,一批来自武汉的志愿者也接受了新冠疫苗人体注射。此时距离研究人员正式开始疫苗研发仅仅过去了63天,创下了人类疫苗研发史上从开始研发到进行人体试验的最快纪录。
  这个惊人的纪录是如何被创造出来的呢?答案就是技术创新。老一代疫苗大都是基于蛋白质的,操作复杂,研发速度缓慢。新一代疫苗则大多是基于核酸的,研发速度比基于蛋白质的快了好几个数量级。
  对外行来说,这两种方法没什么区别,前者似乎还更可控一些。但对专业人士来说,两种方法天差地别,因为人类已经掌握了很多种操控核酸的技术手段,但操控蛋白质就没那么得心应手了。
  用大家熟悉的电影做个类比:蛋白质疫苗相当于胶片电影,核酸疫苗相当于数码电影,虽然最终结果差不多,但前者剪辑起来非常麻烦,而且很多特效都只能实拍,耗时相当长;后者只需在电脑上移动几下鼠标就可以随心所欲地修改影像或者加特效了,无论是拍摄速度还是创作空间,都比前者提升不少。
  事实上,新一代疫苗专家们还真就是这么做的。2020年1月10日,中国科学家率先测出了新冠病毒的基因组全序列,并向全世界公布了测序结果。得知这一消息后,美国国家过敏与传染病研究所的疫苗专家巴尼·格拉姆博士立刻打开电脑,开始进行各种复杂计算。3天后,一种针对新冠病毒的最佳抗原靶点序列便被公布出来。

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网站主人soyouso
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