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疫苗——?dú)v史、機(jī)理和類(lèi)別

發(fā)布日期:2020-05-04??瀏覽次數(shù):1809
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核心提示:疫苗的首次出現(xiàn),至今被認(rèn)為是在1796年5月14日這一天,英國(guó)醫(yī)生Jenner在一個(gè)小男孩的手臂上接種牛痘用來(lái)預(yù)防天花。事實(shí)上這位Jenner醫(yī)生把接種疫苗這一過(guò)程稱(chēng)之為預(yù)防接種。在這之后法國(guó)的微生物學(xué)家巴斯德,研究出了可以預(yù)防雞霍亂的疫苗。這兩位先驅(qū)對(duì)疫苗的研究,導(dǎo)致了現(xiàn)代免疫學(xué)的誕生。疫苗研究的成功在于其背后有著
 疫苗的首次出現(xiàn),至今被認(rèn)為是在1796年5月14日這一天,英國(guó)醫(yī)生Jenner在一個(gè)小男孩的手臂上接種牛痘用來(lái)預(yù)防天花。

 

事實(shí)上這位Jenner醫(yī)生把接種疫苗這一過(guò)程稱(chēng)之為預(yù)防接種。

 

在這之后法國(guó)的微生物學(xué)家巴斯德,研究出了可以預(yù)防雞霍亂的疫苗。這兩位先驅(qū)對(duì)疫苗的研究,導(dǎo)致了現(xiàn)代免疫學(xué)的誕生。

 

疫苗研究的成功在于其背后有著這樣一套機(jī)理:宿主會(huì)產(chǎn)生一些細(xì)胞,在相同病原體再次感染時(shí),這些上次感染中負(fù)責(zé)殺死這些病原體的細(xì)胞會(huì)再次大量活化,迅速消滅這些遇到過(guò)的敵人。

 

簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),得過(guò)天花的人,不會(huì)再得天花。

 

然而這并不是人們第一次觀(guān)察到這樣的現(xiàn)象,其實(shí)早在2000多年前的伯羅奔尼撒戰(zhàn)爭(zhēng)中(公元前431年至公元前404年),曾經(jīng)有兩次瘟疫襲擊過(guò)雅典,當(dāng)時(shí)的雅典歷史學(xué)家Thucydides發(fā)現(xiàn)在第一次瘟疫中感染后幸存下來(lái)的人,在第二次瘟疫中不會(huì)被感染。

 

如今看來(lái),這算是人類(lèi)第一次觀(guān)察到免疫這一現(xiàn)象,然而受限于當(dāng)時(shí)的認(rèn)知和醫(yī)療水準(zhǔn),沒(méi)有人能知道那些在第一次瘟疫中活下來(lái)的人為什么會(huì)在第二次的瘟疫中毫發(fā)無(wú)傷。

 

其實(shí)這也是一個(gè)巧合,只有兩次襲擊雅典的瘟疫是由同一種病原體(未突變過(guò))引起的,才會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象。

 

接下來(lái)我們將主要介紹什么是疫苗,以及疫苗是怎么來(lái)的。

 

1. 首先我們從上述描述中也已經(jīng)有所提及,疫苗是預(yù)防性的措施,是保證宿主不受某種病原體感染生病的預(yù)防措施。這里需要注意到疫苗并不能治療疾病。疫苗是防御性的,它只能讓你不生這個(gè)病。

 

在了解什么是疫苗之前。我們得先學(xué)一點(diǎn)點(diǎn)免疫學(xué)的知識(shí)。

 

2. 其實(shí)你的免疫系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)干臟活的(也就是殺死病原的那個(gè))叫做T細(xì)胞。

 

T細(xì)胞在遇見(jiàn)病原體之前是一個(gè)單純的少年。遇見(jiàn)病原體后這些單純的少年們經(jīng)歷了必要的成長(zhǎng)(活化),成為了效應(yīng)T細(xì)胞,效應(yīng)T細(xì)胞負(fù)責(zé)殺死病原體。

 

在這些病原體死后,一部分的效應(yīng)T細(xì)胞衰老死亡,另一小部分的效應(yīng)T細(xì)胞留下來(lái)成為記憶T細(xì)胞(圖一)——他們會(huì)把剛剛殺死病原體的特征以及致死方式記錄在案,用于防備下次再遇到同樣的病原體。

 

圖一:記憶T細(xì)胞的產(chǎn)生,之前認(rèn)為記憶T細(xì)胞是直接從naive T 細(xì)胞和效應(yīng)T細(xì)胞同時(shí)活化得到的,如圖1的a部分;然而現(xiàn)在的證據(jù)證實(shí),其真正的來(lái)源應(yīng)該是像圖一b那樣來(lái)源于效應(yīng)T細(xì)胞。

 

 

免疫系統(tǒng)從發(fā)現(xiàn)病原體,到記憶T細(xì)胞的產(chǎn)生其實(shí)是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,這中間如果讓這些入侵的病原體快速增殖,躲避追殺,那么宿主便會(huì)處于生病的狀態(tài)。

 

為了保護(hù)我方宿主不會(huì)受到相同病原體的二次傷害,我們的免疫系統(tǒng)進(jìn)化出了記憶T細(xì)胞,專(zhuān)門(mén)用于處理之前就感染過(guò)的病原體。

 

當(dāng)舊的病原體入侵之后,記憶T細(xì)胞會(huì)瞬間活化將之前殺死這個(gè)病原體的記憶簿調(diào)出,迅速產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的解決方案,能夠在較短的時(shí)間內(nèi)將該病原體消滅殆盡。

 

記憶T細(xì)胞的這一能力,就是我們之所以能夠研發(fā)疫苗的最主要原因。

 

注意:由于我們體內(nèi)的免疫系統(tǒng)存在一個(gè)發(fā)育成熟的過(guò)程,所以對(duì)于新出生的嬰兒,其免疫系統(tǒng)還處于脆弱的階段,不能讓他/她自己去感染相應(yīng)的疾病來(lái)獲得相應(yīng)的免疫能力。所以當(dāng)嬰兒剛出生一直到6歲大的時(shí)候,這期間均有相應(yīng)的疫苗需要接種,如:乙肝疫苗、卡介苗、百白破疫苗、麻風(fēng)疫苗、乙腦疫苗等。

 

好了,我們已經(jīng)了解了疫苗之所以能成立的機(jī)制,那么下面我們就去看看疫苗都有哪些種類(lèi)。

3. 我們根據(jù)制作得到疫苗的方法的不同,可以大致將疫苗分為兩種類(lèi)型:減毒活疫苗和滅活疫苗(還有其他種類(lèi),為了科普簡(jiǎn)易起見(jiàn),就說(shuō)這兩類(lèi))。

 

首先是減毒活疫苗,顧名思義減毒活疫苗就是在原有病原體的身上通過(guò)不斷的變異變異再變異,從而產(chǎn)生出一個(gè)結(jié)構(gòu)基本不變,但毒力作用顯著降低,甚至是無(wú)毒的毒株。

 

這樣的毒株我們就可以將其作為疫苗,直接注射到人體,在人體不產(chǎn)生病理反應(yīng)的情況下幫助我們產(chǎn)生相應(yīng)的記憶T細(xì)胞。從而產(chǎn)生免疫效應(yīng),達(dá)到預(yù)防的效果。其一般過(guò)程如圖二:

 

 

 

圖二

 

 

第一步從感染者中獲取致病活病毒,然后用人源的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng);第二步將培養(yǎng)過(guò)后的病毒接種到猴子(主要用于實(shí)驗(yàn))的細(xì)胞中;第三步我們得到在猴子細(xì)胞中培養(yǎng)后的各種突變細(xì)胞,直到有一種突變病毒可以和猴子的細(xì)胞共存(即毒力減弱或喪失毒力);第四步將這種突變的減毒病毒放入人源的細(xì)胞中,觀(guān)察其無(wú)法自由生長(zhǎng),并在一定期限內(nèi)死亡,這樣我們就得了可以用的減毒活疫苗。

 

第二種疫苗就是滅活疫苗,滅活疫苗的制備過(guò)程和上面的很類(lèi)似,只是我們不需要將種疫苗的毒株進(jìn)行多次培養(yǎng),我們只需要將它們進(jìn)行一次培養(yǎng),然后找到可以徹底殺死它們又同時(shí)保留了重要毒株特征的手段。

 

這一方法主要應(yīng)用于一些不容易突變,但容易被殺死且還保留原始毒株特征的病原體,或某種有可能恢復(fù)其毒力的減毒活病原體。

 

到這我們就真正地了解到了,為什么在疫情暴發(fā)的時(shí)候,拿到活毒株體是這么的重要。而且由于病原體的突變率不同,比較從各個(gè)不同病人中分離得到的活毒株也是一件非常重要的事。

 

但就算我們現(xiàn)在就有可用的疫苗毒株了,從研發(fā)得到,到可以注射防疫還是有一段時(shí)間的。

 

這段時(shí)間有多久?不同的國(guó)家有不同的流程和期限。我們可以簡(jiǎn)單參考下電影《傳染病》里的這段對(duì)話(huà):

 

電影《傳染病》劇照

 

 

電影里的時(shí)間粗略估算下大約要6個(gè)月到1年,而且還伴隨著新的感染和死亡。

 

但這只是電影里的,現(xiàn)實(shí)生活中,在沒(méi)有疫情暴發(fā)的情況下,我們從拿到一個(gè)實(shí)驗(yàn)室可用的疫苗開(kāi)始,一直到能夠商用,這將是一個(gè)遠(yuǎn)大于一年的漫長(zhǎng)的過(guò)程。

 

在我們國(guó)家,在疫情暴發(fā)的時(shí)候(正如當(dāng)下),流程期限將會(huì)大大地縮短,甚至?xí)?ldquo;綠色通道”,一切以防控疫情為主。

 

但是我們還是需要時(shí)間,科研人員爭(zhēng)分奪秒,日夜奮戰(zhàn),就是在搶奪這些時(shí)間。

 

所以,在家待著不管有沒(méi)有感染,主動(dòng)自我隔離,這是對(duì)我們自己的保護(hù),也是在為奮斗在一線(xiàn)的科研人員爭(zhēng)取時(shí)間。

 

中科院之聲

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