长期以来,疫苗一直是公共卫生的基础,保护个人和社区免受传染病的影响。然而,传统的疫苗开发和交付方法可能是缓慢的、昂贵的,而且对某些病原体的疗效也有局限。近年来,研究人员一直在开发创新技术和方法,以提高疫苗开发和交付的有效性、安全性和速度。
开发新疫苗技术的重要性是什么?
开发新的疫苗技术是至关重要的,原因有几个:
应对新出现和重新出现的传染病: 随着新疾病的不断出现和其他疾病的重新出现,需要新的和更有效的疫苗来预防和控制其传播。开发新的疫苗技术可以帮助应对这些挑战,并为预防和控制传染病提供更快、更安全和更有效的方法。
改善疫苗的可及性: 许多传统疫苗需要冷藏,这使得它们在偏远和低资源地区的分发和储存面临挑战。开发不需要冷藏的新疫苗技术可以提高可及性,并有助于确保偏远和低资源地区的个人能够获得拯救生命的疫苗。
加强疫苗安全: 传统的疫苗通常是安全的,但也会出现罕见的不良事件。开发更安全、副作用更少的新疫苗技术可以增加人们对疫苗的信心,并有助于解决对疫苗的犹豫不决。
为非感染性疾病提供解决方案: 下一代疫苗可能应用于非传染性疾病,如癌症、过敏和自身免疫性疾病。开发可用于预防和治疗这些疾病的新疫苗技术有可能改变医学领域。
什么是下一代疫苗?
下一代疫苗指的是新一代的疫苗,它们使用创新技术和方法来提高疫苗开发和交付的有效性、安全性和速度。这些疫苗旨在解决传统疫苗平台的局限性,即生产速度慢,成本高,对某些病原体的疗效有限,而且可能需要反复加强剂量。
下一代疫苗技术的一些例子包括:
RNA疫苗
RNA疫苗是一种下一代疫苗,它使用称为信使RNA(mRNA)的遗传物质来产生针对特定病原体的免疫反应。核糖核酸疫苗通过将mRNA引入体内而发挥作用,它指示细胞产生一种病毒蛋白,引发免疫反应。这种免疫反应帮助身体识别并对抗病原体,以备将来接触。
近年来,由于RNA疫苗被用于开发COVID-19疫苗,因此获得了极大的关注。辉瑞-生物技术公司和Moderna COVID-19疫苗都是mRNA疫苗,已被证明对预防COVID-19感染非常有效。
RNA疫苗的优势包括:
快速发展: 与传统疫苗相比,它们的设计和生产速度要快得多,传统疫苗需要大量培养病原体,并使其失活或减弱。这使得RNA疫苗成为解决新出现的传染病的一个有吸引力的选择。
易于定制: 通过改变mRNA的基因序列,RNA疫苗可以很容易地进行定制,以针对病原体的不同菌株或变体。
安全: RNA疫苗不含活病毒或灭活病毒,因此对免疫系统较弱或对某些疫苗成分过敏的人是安全的。
效率: 核糖核酸疫苗可以诱导强烈的特异性免疫反应,有可能提供比传统疫苗更好的保护。
病毒载体疫苗
病毒载体疫苗是一种利用病毒将遗传物质送入人体细胞的疫苗。所用的病毒通常是不同病毒的弱化或修改版本,不会在人类身上引起疾病,但仍能在人体细胞内复制。所传递的遗传物质通常为特定的抗原编码,抗原是免疫系统识别的外来分子,并对其产生免疫反应。
在注射病毒载体疫苗时,病毒进入人体细胞并释放遗传物质。然后,细胞利用这种遗传物质产生抗原,呈现在细胞表面。免疫系统将该抗原识别为外来物,并对其进行免疫反应,产生抗体并激活免疫细胞,从而识别并摧毁受感染的细胞。
以下是病毒载体疫苗的一些例子:
强生公司COVID-19疫苗: 使用一种改良的腺病毒作为载体,将导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的一段遗传物质送入细胞。
阿斯利康COVID-19疫苗: 也是使用一种改良的腺病毒作为载体来传递SARS-CoV-2病毒的遗传物质。它与强生公司的疫苗相似,但使用不同的腺病毒载体。
埃博拉疫苗: 使用重组水泡性口炎病毒(rVSV)作为载体,将埃博拉病毒糖蛋白的基因送入细胞。
人乳头瘤病毒(HPV)疫苗: 使用一种称为病毒样颗粒(VLP)的改良病毒作为载体,将HPV的一段遗传物质送入细胞。
DNA疫苗
DNA疫苗是一种使用一小段DNA来触发人体免疫反应的疫苗。这些疫苗中使用的DNA包含产生特定抗原的遗传指令,抗原是存在于病原体表面并引发免疫反应的蛋白质。当DNA疫苗被注射到体内时,DNA进入细胞并指示它们产生抗原。然后细胞在其表面显示该抗原,从而引发免疫反应。
与更为经典的方法相比,DNA疫苗具有一些优势,特别是在生产速度、室温下更大的热稳定性以及易于适应新的病原体方面。
下面是一些DNA疫苗的例子:
INO-4800 COVID-19疫苗: 使用一小段DNA,对SARS-CoV-2病毒表面发现的导致COVID-19的尖峰蛋白进行编码。该疫苗通过一个向皮肤输送电脉冲的设备被送入细胞。
VGX-3100 HPV疫苗: 那是利用一小块DNA编码人类乳头瘤病毒(HPV)的抗原,已知会导致宫颈癌。
H5N1流感疫苗: 使用一小段DNA,对H5N1流感病毒表面的血凝素蛋白进行编码。该疫苗在临床试验中已被证明是安全和具有免疫力的。
纳米粒子疫苗
纳米粒子疫苗是一种使用微小粒子向免疫系统提供抗原的疫苗。这些颗粒可以由各种材料制成,包括脂质、蛋白质和合成聚合物,并被设计为模仿病毒或其他病原体的大小和结构。
当施用纳米粒子疫苗时,这些粒子被免疫细胞吸收,然后处理抗原并将其呈现给其他免疫细胞。这引发了免疫反应,导致抗体的产生和T细胞的激活,这些细胞可以识别并摧毁感染了产生抗原的病毒或细菌的细胞。
一个优点是它们能够模仿病原体的大小和结构,这可以提高它们诱发免疫反应的能力。此外,它们可以被设计为针对特定的细胞或组织,允许更有针对性的免疫反应。它们还可能比传统疫苗更稳定,保质期更长,这对在低资源环境下的分发可能很重要。
以下是纳米粒子疫苗的一些例子:
Moderna COVID-19疫苗: 这种疫苗使用脂质纳米颗粒来传递编码SARS-CoV-2病毒尖峰蛋白的mRNA。
疟疾疫苗: RTS,S疟疾疫苗使用由乙型肝炎表面抗原和部分疟疾寄生虫制成的纳米颗粒来刺激对疟疾的免疫反应。
流感疫苗: FluMist流感疫苗使用减活的流感病毒颗粒作为纳米粒子疫苗,以刺激对流感的免疫反应。
下一代疫苗有可能彻底改变疫苗学领域,为预防和控制传染病提供更快、更安全、更有效的方法。它们也可能应用于非传染性疾病,如癌症、过敏和自身免疫性疾病。然而,要充分实现这些新技术的潜力,还需要进一步研究和开发。
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