美国历史疫苗实验

2020年初,中国爆发新冠肺炎,导致人们的工作和生活处于一段时间的停顿状态;65438年10月26日,中国疾控中心分离出新冠肺炎株,为疫苗生产和药物筛选提供了材料。

当地时间65438年6月6日,美国宣布开始预防新冠肺炎疫苗的临床试验,4人接受了疫苗注射。之后还将展开更大规模的实验,比计划提前了一个多月。实验疫苗是mRNA疫苗。

3月17日,国内某公司也宣布,与军事科学院生物工程研究所联合研发的疫苗也开始进入临床阶段,开始招募志愿者;此外,在中国和上海开发的mRNA疫苗有望在4月中旬进入临床试验。目前,该疫苗可以在小鼠体内产生特异性抗体。

目前,世界上有能力的国家都在争分夺秒研发新冠肺炎疫苗,许多专家也公开表示,根除新冠肺炎不能依靠大规模免疫,最终的解决方案还是要靠疫苗。那么疫苗注射到人体后,人体内发生了什么,病毒是如何被消灭的?

疫苗的历史

现在刚出生的宝宝在1~2天就会接种第一针卡介苗,之后是乙肝疫苗、百白破(百日咳、白喉、破伤风混合疫苗)等等。正是因为有了这些疫苗,人类寿命大大提高,新生儿死亡率大大降低。

在古代,当天花、鼠疫、霍乱、流感等传染病爆发时,成千上万的人死亡,其中超过5亿人死于天花。仅在18世纪的欧洲,天花就夺去了至少150万人的生命。

出生于1749的英国博士爱德华?认识当地很多挤奶工的詹纳,知道当地一句话?感染牛痘的人不会感染天花?。

这一说法引起了爱德华?琴纳的注意,经过慎重考虑,5月1796,爱德华?珍娜将一名女工身上的牛痘脓包物质注射到一名八岁健康男孩体内。男孩很快得了牛痘,然后康复了。爱德华?珍娜继续给男孩注射天花,结果男孩没有患天花。

这一伟大发现开启了人类战胜病毒的科学之路,爱德华?詹纳无私地向世界介绍了这种方法,现在爱德华?詹纳也被称为免疫学之父。

现在我们知道痘苗病毒和天花病毒共用一部分相同的抗原表面,可以产生相同的特异性免疫,但是痘苗的症状非常轻微,对大多数人来说不会致命。直到1979,世界卫生组织才正式宣布天花病毒在全球范围内被消灭,这也是迄今为止唯一被人类彻底消灭的病毒。

疫苗的原理

疫苗的工作原理与人体的免疫系统密切相关。经过长期的进化,我们的身体已经发展出一套应对外来有害物质的反应机制。首先,我们的皮肤、粘液等构成了人体的第一道防线,可以将大部分外来物质(包括细菌、病毒、异物等)拒之门外。

但是第一道防线也有漏网之鱼,比如皮肤损伤,病毒直接侵入肺部等。,然后人体免疫系统就会发挥作用。我们是否可以形象地将免疫系统视为?警察?,外来物为?坏人?,整件事是?警察抓坏人?行动。

异物进入人体后,很快就会被身体发现,然后派出吞噬细胞吞噬异物。吞噬就像警察在街上巡逻。能不能遇到坏人,识别出来,全靠运气,所以这道防线不是万能的。

如果病毒的破坏力不强,免疫系统的B细胞在识别病原体(如病毒)后会转化为效应细胞,效应细胞会根据抗原的表面特征产生特异性抗体。特异性抗体对抗原有很强的亲和力,可以吸附在大量抗原上,使抗原失去感染性,进而被免疫系统清除。

形象地说,抗体就像一个识别系统,可以标记坏人,然后被巡逻警察迅速清除,坏人的长相会被免疫系统记住。如果坏人再次入侵人体,免疫系统会迅速释放抗体,抗体具有特异性,只能识别和标记特定的抗原。

这就是疫苗的原理。根据人体免疫系统的反应机制,我们可以将灭活或减毒的病毒注射到人体内,使免疫系统产生免疫反应,从而记住抗原的信息。灭活或减毒的病毒就是我们所说的疫苗,疫苗就像一幅画像,告诉警察坏人长什么样。

病毒由包裹在蛋白质外壳中的核酸组成。灭活病毒是指核酸已经被破坏,但蛋白质外壳能引起人体免疫反应。减毒病毒需要筛选,比如32℃能在人鼻腔繁殖,37℃不能在体内繁殖的毒株。

疫苗开发的困难

简单来说就是病毒在体外繁殖,然后灭活,再把灭活的病毒注射到人体内。说起来很简单,实际操作难度很大。

在病毒灭活过程中,要保证在破坏病毒核酸的同时,不能破坏表面抗原;如果核酸保留活性,可能会感染人体。如果表面抗原被破坏,疫苗就不起作用。所以疫苗的临床阶段是非常谨慎的,需要先在动物身上试验,再在人身上试验。整个研发过程一般需要一年以上。

另外,对于RNA病毒来说,变异速度非常快。新冠肺炎病毒和流感病毒都属于RNA病毒。可能你研发疫苗的时候,病毒已经变异了,然后新疫苗的研发就得从头开始,这也是为什么RNA病毒的疫苗很少的原因。

MRNA疫苗

针对这次新冠肺炎,美国首先宣布mRNA疫苗进入临床试验,那么什么是mRNA疫苗呢?

这要从病毒在人体内增殖的原理说起。以RNA病毒为例,可分为正链RNA和负链RNA。正链RNA类似于人类的mRNA,可以直接翻译蛋白质进入人体细胞,而负链RNA则需要使用RNA酶,以自身为模板合成相反的RNA,然后翻译蛋白质。这次,新冠肺炎属于单链正链RNA病毒。

mRNA疫苗从病毒翻译蛋白的角度出发。以正链RNA病毒为例,我们对病毒的RNA进行改造,只保留其翻译蛋白质的能力,然后制成mRNA疫苗。MRNA疫苗可以将抗原蛋白翻译到人体内,从而引起免疫反应,但只有蛋白是没有感染能力的。

同时,mRNA在人体内使用后会被分解,不会整合到人类基因组中。因此,与传统疫苗相比,mRNA疫苗具有更高的安全性和更好的免疫应答效果。近年来,随着基因转录技术的发展,mRNA的研发周期变得更短,研发成本更低。

但是,mRNA疫苗也有一些缺点,如mRNA在体内容易被RNA裂解酶破坏,mRNA的稳定性很差。此外,如何高效地将mRNA转运到细胞内也是一个难点。

此外,还有DNA疫苗,DNA疫苗和RNA疫苗统称为核酸疫苗。目前,有一些方法可以克服核酸疫苗的缺点。我相信随着医学技术的发展,核酸疫苗高效、低价的特点将是未来疫苗的发展方向。