疫苗科普:你一定要知道的关于疫苗的科学知识

继《我不是药神》电影后,长生生物的疫苗事件又引爆了朋友圈,让医药行业再次成为大众焦点。狂犬疫苗生产记录造假、“百白破”检验不符合规定,“问题疫苗”事件的持续发酵,将疫苗的安全问题推上风口浪尖,然而持续躺枪的不仅仅是国产疫苗,而是所有疫苗。

很多人也都在质疑:疫苗真的安全吗?有没有必要给孩子打疫苗?医药问题关乎民生,只是不能因为某些不良企业,就陷入恐慌一棒子打死所有疫苗。除了感性文字,冷静之余,我们也应当了解一些关于疫苗的科学知识。

疫苗是什么?

简单来说,预防接种用的各种自动免疫制剂统称为疫苗,它是利用病原微生物及病原微生物代谢产物,经过灭活(杀死微生物)或减毒所制成的。

杀死微生物

传统疫苗包括灭活疫苗、减毒活疫苗和用天然微生物的某些成分制成的亚单位疫苗。新型疫苗主要指基因工程技术研制的疫苗,如基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗等等。尽管新型疫苗种类很多,但根据其基本特征也可分为活疫苗和灭活疫苗两大类。

三类疫苗比较表

三类疫苗比较表

如今饱受争议的百白破(百日咳 、白喉 、破伤风的混合疫苗),就属于灭活疫苗。

 

疫苗是怎么产生的?

 

疫苗因种类不同,其生产方法也不尽相同,基因工程技术让制备方法更加多样化,但也仍需保证疫苗的基本性质,即遵循免疫原性安全性和稳定性的原则。经典疫苗的制备方式如下图所示,主要包含以下步骤:选择适宜的培养基或细胞进行菌、毒株大量繁殖→获得目的产物→分离纯化→加入其他组分→半成品检定,稀释分装→成品检定。

疫苗是怎么产生的

疫苗的生产主要包含产生抗原、分离抗原以及添加其他组分这三个主要过程。

 

1、抗原的产生

 

疫苗生产的第一步是产生抗原,它是疫苗最主要的有效成分。通常可用做抗原的生物活性物质有灭活病毒或细菌、活病毒或细菌通过实验室多次传代得到的减毒株、病毒或菌体提纯物、有效蛋白成分、类毒素、细菌多糖、合成多肽以及近年来发展DNA疫苗所用的核酸等。

目前基于上游培养技术的不同,有三种生产疫苗生产方法,即常规的鸡胚培养法、细胞培养法,以及目前最新的基因重组技术。基因重组主要用于尚不能用人工培养的细菌或病毒,通过人工方法进行基因重组,将所需抗原基因重组到无害而易于培养的微生物中,改造其遗传特征,在培养过程中产生所需的抗原,从而研发新疫苗。

抗原的产生

不同疫苗生产方法比较(来自Wikipedia)

 

2、抗原的分离纯化

 

疫苗制备过程中,含有目的产物的培养液中通常含有较多的杂质,比如破碎细胞、蛋白多糖等,且目的产物的浓度通常较低,必须经过分离纯化,才能获得高纯度、符合质量标准的产品。抗原的纯化一般包括两个阶段:初级分离和纯化精制。初级阶段,主要是分离细胞和培养液,破碎细胞释放产物,浓缩产物去除杂质等,主要有离心沉降、膜分离技术、细胞破碎法等。纯化精制阶段,主要使用凝胶过滤、离子交换层析等方法分离产物及干扰物,达到质量标准。

 

3、添加其他组分

 

疫苗的基本成分除了抗原,还有佐剂、防腐剂、稳定剂、灭活剂等其他活性成分。佐剂增强抗原的免疫应答,常用的佐剂为铝佐剂和油制佐剂;稳定剂,如明胶及、山梨醇等可增加储存寿命并保持免疫原性;防腐剂用于防止外来微生物的污染。

 

疫苗的作用机理是什么?

 

疫苗的作用机理其实就是免疫原理,当机体经过口服或注射等途径接种疫苗后,会发生免疫反应但不会使人生病,抗原分子刺激机体免疫系统产生高效价特异性的免疫保护物质。机体再次接触到相同病原菌抗原时,免疫系统依循免疫记忆,迅速制造出保护物质来阻断病原菌的入侵,从而使机体获得针对病原体特异性的免疫力,使其免受侵害而获得保护。

免疫力

疫苗接种计划已经根除了包括天花和脊髓灰质炎在内的多种疾病,据统计,接种疫苗每年可避免超过250万例死亡。尽管目前仍没有防控艾滋病、疟疾等对人类健康具有重大威胁传染病的疫苗,但随着技术的进展,新型疫苗越来越多样化,我们有理由坚信,在防控人类传染病领域,疫苗会有长足进展。

参考资料:

[1] DE GREGORIO E,RAPPUOLI R. From empiricism to rational design:a personal perspective of the evolution of vaccine development[J]. Nature Reviews Immunology,2014,14(7):505-514.

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[3] “Vaccine Production”. by Dr Ananya Mandal, MD. https://www.news-medical.net/health/Vaccine-Production.aspx

[4] “Three ways to make a vaccine” (infographic). Archived from the original on 2015-12-23. Retrieved 2015-08-05, in Stein, Rob (24 November 2009). “Vaccine system remains antiquated”. The Washington Post. Archived from the original on 19 October 2017.

[5] Bae K, Choi J, Jang Y, Ahn S, Hur B (2009). “Innovative vaccine production technologies: the evolution and value of vaccine production technologies”. Arch Pharm Res. 32 (4): 465 80. doi:10.1007/s12272-009-1400-1. PMID 19407962.