科学汇 | 疫苗为什么能预防某些疾病?注射了疫苗就能终身免疫了吗

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钱江晚报·小时新闻 记者 郑琳

据央视新闻报道,我国首支新冠病毒疫苗已在多地开始对重点人群进行接种。

国际上,对于疫苗的研发有不同的实验数据,采用了不同的技术,最为人知的灭活疫苗和mRNA疫苗到底有什么区别?哪种疫苗更有效?

本期我们邀请了北京疾控中心专家为大家详细解读疫苗背后的科学。

注射进人体的疫苗

其实是病毒的“外壳”

疫苗是怎么工作的?这就要说到我们身体里的免疫系统了。

免疫系统就像身体内部的军队,保卫着我们的健康。当它们发现病毒入侵时,会识别出来,并对它们进行攻击。那么免疫细胞如何识别病毒呢?原来,病毒都有一层蛋白质外壳,免疫细胞就是靠识别这层外壳,来记住病毒的“长相”。一旦被免疫细胞记住了,下次病毒再入侵的时候就无所遁形了。

疫苗正是利用了这个原理。但是疫苗有不同的种类,例如最为人知的灭活疫苗和mRNA疫苗。

它们有什么不同?灭活疫苗,顾名思义,就是将病毒灭活。一般通过化学方法杀死病毒,但保留了那层可以被免疫系统识别的蛋白质外壳。当把这样的疫苗打入人体后,它没有毒性,但是依然能让免疫系统对病毒产生免疫反应。

目前,人类使用灭活疫苗的技术和工业流程都非常成熟了。例如,天花疫苗就是灭活疫苗。

而mRNA疫苗是一种更先进的全新技术。

同学们在中学科学课里学过,蛋白质是组成生命的最重要的成分,它由氨基酸构成。如果把单个的氨基酸单体比喻成一颗珍珠,那么蛋白质就像一串组合过的珍珠项链。

这串“项链”是怎么串起来的?是由遗传物质DNA指导的。

但DNA不会直接合成蛋白质,而要通过一种叫“信使RNA”(mRNA)的工具将它的指令“翻译”一遍,这个mRNA就好比是一个生产蛋白质的模板。

当病毒入侵人体细胞,往往是通过其表面的某种关键蛋白与人体细胞结合。那么,如果给人体细胞一组关键蛋白的mRNA序列,不就可以促使人体直接制造出这种蛋白,进而让免疫系统对它产生免疫反应了吗?是的,这就是mRNA疫苗的原理。

灭活疫苗和mRNA疫苗

到底研发哪种更好

了解了上述两种疫苗的原理之后,大家可能会问,到底哪个更好呢?

从技术上讲,mRNA疫苗更为先进,但更先进不代表更有效或更安全。

灭活疫苗的优势在于工业成熟、稳妥。缺点也很明显:研发时间长、成本高。

为什么灭活疫苗研发那么困难?因为虽然这种技术很早就有,但从前的经验对于制造新疫苗并没有多大的提速价值。每种病毒特性不一样,所以,每次新疫苗的研发几乎是从零开始。

在灭活疫苗研发出来以后,需要通过动物试验、人体临床试验来验证它的有效性和安全性。

而mRNA疫苗是一项全新技术,在新冠之前,还没有给健康人接种过。

并且,mRNA要安全地送入人体细胞是非常困难的,因为它本身很脆弱。一段mRNA序列在人体细胞外孤零零地漂泊,是“违法”的,体内有大量酶可以消化它;细胞外mRNA还可能触发人体的免疫机制,造成炎症。

诸如此类的问题,科研工作者需要想办法去解决,比如修改mRNA让免疫系统别那么敏感,用纳米级别的脂层包裹mRNA片段让它别那么脆弱,这也是为什么mRNA需要零下70摄氏度保存的原因。

这种技术一旦实现,以后再有其他类似病毒,我们只需要给病毒的关键基因测序,找到其入侵人体细胞的关键基因序列片段,那样一来,疫苗研发就成功了大半。这个过程,可能只需要一两周时间。

所以,mRNA疫苗是一种技术突破,会为以后的疫苗研发节省大量的时间和精力。而且完成了将mRNA送入细胞并让细胞生产特定蛋白质的这一套流程后,对治疗一些其他疾病,比如某些癌症、囊肿性纤维遗传病等等,也有很大的意义。

因此,mRNA疫苗的优势也很明显:研发时间短,生产成本低,效率高。缺点则是:运输成本高,作为一个新技术,其安全性仍然有待验证。

疫苗并非百分百有效
抗体失效后就要补种

接种疫苗,一方面可以让绝大部分人获得免疫力;另一方面,可以通过有序接种疫苗,在人群中逐步建立起免疫屏障,阻断病毒的流行。但没有任何一款疫苗,是可以百分之百有效的。

从种类上说,疫苗一般分为两类:预防性疫苗和治疗性疫苗。预防性疫苗主要用于疾病的预防,接受者为健康个体或新生儿;治疗性疫苗主要用于患病的个体,接受者为患者。

根据传统和习惯又可分为减毒活疫苗、灭活疫苗、类毒素、亚单位疫苗(含多肽疫苗)、载体疫苗、核酸疫苗等。

杭州红十字会医院党委副书记、副院长、知名儿科专家邵征洋告诉记者,我国的疫苗接种主要分为计划内的和计划外的。计划内的疫苗接种,一般在孩子6岁之前就会全部接种完毕。计划外的疫苗接种,可以视区域、季节、流行病等具体情况不同而定,并且不受年龄限制,某些疫苗的接种甚至不受次数限制。

这次,有同学提问说,为啥有的疫苗在接种一段时间后会失效?邵征洋解释说,这是因为有的疫苗对大多数人而言并不能终生免疫,“有的疫苗在接种一段日子后,会因为时间的推移或接触了传染源而逐渐影响其效果,有个衰减的过程,直至失效。有的疫苗直接就标注了有效期。”

所以在特定时期,需要人们对某些疫苗效果进行抗体检测。假使检测结果是某种疫苗已经失效,那么就需要去医疗机构补种。

而疑似预防接种异常反应包括以下几种情形:疫苗不良反应、疫苗质量问题相关反应、接种差错相关反应、心因性反应、偶合症(偶合反应)。

目前,已知最早使用的疫苗接种,可溯源至人痘接种术,这项技术起源自公元前200年的中国文明。

  考考你

接种病毒疫苗可有效刺激机体产生抵抗病毒的特殊蛋白质,这种蛋白质叫做( ),它与病毒的结合具有( )性。

出题人:杭州惠兴中学 科学老师 周慧敏


答案:抗体;特异;特异性(后天性免疫)



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