疫苗很重要——但它们是什么，它们是如何起作用的?

说COVID-19大流行扰乱了我们的生活是轻描淡写的。自今年3月“待在家里”的命令首次实施以来，我们中的许多人都呆在家里，避开人群，戴口罩，保持社交距离，远程工作，通常同时照顾或在家教育孩子。

尽管如此，病毒继续传播，我们的生活仍然远离正常。虽然研究了对Covid-19的疗法和治疗，但仍然可以防止严重疾病。

我们被告知疫苗能够对导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2提供充分保护，为恢复正常提供了最佳机会。戴上口罩可以让人们进行日常生活，不用担心被感染，也可以保持社交距离，戴上口罩。

理想情况下，在许多正在开发的COVID-19疫苗中，有一种或多种将被证明是有效的。但即使是一种免疫能力不足的疫苗也会减缓病毒的传播，并降低疾病的严重性。根据这些原则，美国食品和药物管理局(FDA)于7月宣布，将批准任何对冠状病毒的疗效至少为50%的疫苗。

所有这些可能会让我们这些在大流行期间只是一步一步往前走的人感到困惑和沮丧。有关COVID-19疫苗的报告(试验、有效性和安全性)增加，可能会加剧围绕COVID-19疫苗的混乱。

考虑到这一点，耶鲁医学为疫苗基础提供了这种底漆 - 他们如何工作，他们的不同平台和批准过程 - 以及Covid-19疫苗的意思是什么。

那么疫苗到底是怎么起作用的呢?

基本上，疫苗训练免疫系统识别危险的病原体比如SARS-CoV-2，让身体在不生病的情况下抗击感染。

“免疫系统就像管弦乐队。它有这么多不同的角色和工具，需要协同工作来保护身体免受病原体入侵，”Akiko Iwasaki博士说，他是耶鲁大学医学院免疫生物学和分子、细胞和发育生物学教授。“疫苗是协调防御系统的指挥。”

这是怎么发生的?当病原体感染人体时，免疫系统会派出一支不同的细胞大军来清除体内的感染。组成这一大军的两种免疫细胞——b细胞和T细胞——对疫苗的开发尤为重要。

什么是B细胞和T细胞?

B细胞和T细胞穿过身体，不断地在寻找病原体上。当他们遇到一个时，它们通过称为抗原的病原体表面上的结构附加到它。当B细胞与抗原结合时，它们曲柄成千上万的抗体，其又与血液和淋巴流体循环的其他病原体结合。这些抗体向其他免疫细胞发送化学信号，并有助于破坏病原体。

但是如果病毒感染了细胞会怎样呢?这就是T细胞的来源:一种特殊类型的T细胞(被称为“杀手T细胞”)监视着身体的细胞。这些杀伤T细胞应该检测到受感染的细胞，它们杀死它，以防止感染扩散到其他细胞。

在播种病原体的身体后，一些B和T细胞作为记忆细胞。这些记忆单元可以持续多年 - 甚至几十年来保护他们对这些病原体的了解。如果免疫系统再次看到它们，则记忆细胞将识别它们并发射迅速和强大的免疫反应，然后才能造成疾病之前杀死病原体。

例如，如果你作为孩子的水痘，你的免疫系统将对导致它的病毒产生免疫记忆。此内存可保护您免受重新感染。最近的研究表明，Covid-19也可能是真的。一些研究表明，从Covid-19中恢复的人开发内存B和T细胞。但与水痘不同，科学家们尚不知道这种免疫记忆持续多长时间的Covid-19或者它可以防止重新感染程度。尚未理解的是这意味着Covid-19疫苗能够为疾病提供长期保护的能力。

因为这很复杂，所以有必要重申一下:正是记忆细胞对病原体的记忆能力，赋予了它们对病毒和细菌病原体的免疫力和保护。疫苗利用这种免疫记忆。

但不是将人们暴露于导致严重疾病的危险病原体，疫苗以不使它们生病的方式将免疫系统引入病原体，但是，这促使免疫细胞响应并产生记忆细胞。

通过这种方式，针对SARS-COV-2的疫苗将通过将免疫系统引入病毒 - 或病毒的抗原 - 以不引起Covid-19的方式，但仍刺激免疫应答和形成免疫记忆。

疫苗如何引入病原体而不让你生病?

科学家已经开发出几种方法，可以在不患病的情况下将病原体引入免疫系统。一种被称为“灭活疫苗”的方法是将细菌或病毒暴露在特定的化学物质、辐射或热中“杀死”它，这样它就不再能够感染人类细胞;这种灭活病原体就是疫苗里的东西。或者，科学家可以削弱病原体，使其仍然能够感染细胞，但不会引起疾病;这些疫苗被称为活疫苗或减毒疫苗。

这两种方法已经安全有效地使用了几十年，以保护人们免受各种曾经常见和严重的疾病。例子包括Salk脊髓灰质炎疫苗，以及麻疹、腮腺炎和风疹等疫苗。

2019冠状病毒病的灭活疫苗和减毒活疫苗目前都在世界范围内开发中。中国的科兴生物技术有限公司生产的一种灭活疫苗已被批准用于紧急用途，其他几种灭活疫苗在中国、印度和其他地方也处于不同的开发阶段。但灭活病毒疫苗的一个缺点是，它们需要生产相当数量的病毒，这是一个缓慢的过程。

新疫苗的方法

制药公司和研究实验室还探索了其他方法来开发Covid-19的疫苗，超出上述方法。

例如，有几个小组正在研究载体疫苗(也称为病毒载体疫苗)，科学家们在这种疫苗中对一种无害或无害的病毒进行基因工程，使其携带SARS-CoV-2突刺蛋白编码的遗传物质，病毒用来附着和感染细胞的结构，它也是一种抗原。

这种基因工程病毒相当于特洛伊木马。当病毒被注入人体(例如通过注射)时，它会感染细胞，但在此过程中，它会秘密地传递刺突蛋白的遗传物质——刺激人体自身的细胞复制它。免疫系统将这些突刺蛋白识别为外部入侵者，并对它们进行防御，在此过程中，创造出应用于抵御冠状病毒的记忆细胞。

一些载体疫苗使用已修饰的病毒，以便它们无法复制并因此不能造成疾病，而其他人则使用无法伤害人们的病毒。牛津大学 - Astrazeneca队，Cansino，Johnson＆Johnson以及其他几家公司正在努力开发病毒载体疫苗。

而Moderna、辉瑞和Inovio等公司也在研发RNA和DNA疫苗。和载体疫苗一样，RNA和DNA疫苗让人体细胞产生抗原蛋白质的副本，只是它们不使用病毒载体来传递遗传物质。相反，遗传物质，以DNA或信使RNA的形式，被直接引入体内。

的遗传物质进入细胞并指示它们复制病毒抗原。这会刺激免疫反应，并最终发展出能够识别SARS-CoV-2病毒并对其作出反应的记忆细胞。DNA和RNA疫苗可以以合理的成本迅速大规模生产。

一个重要的警告是，虽然过去已经尝试过，但是没有使用这些新型疫苗平台成功开发疫苗。

疫苗如何批准？

在疫苗可用于普通人群之前，必须首先进行仔细的测试和审批，以确保疫苗既安全又有效。

在美国，这个过程始于所谓的“临床前研究”。这是当疫苗首先在细胞培养物和动物上测试 - 而不是人类 - 以确定其是否安全地产生所需的免疫应答。

如果疫苗通过了临床前阶段，就会开始三期试验。

• 阶段1：在第1阶段，疫苗给予一小组健康志愿者（10至100之间）。这种试验的阶段专注于评估疫苗是否是安全的，尽管研究人员通过确定它是否触发免疫应答来研究其疗效。
• 第2阶段：在第1阶段证明安全的疫苗继续前进到阶段2.这里，数百种志愿者接受疫苗。在第2阶段，研究人员继续评估疫苗的安全性，尽管他们也试图了解如何免疫系统对不同的剂量有反应。
• 第三阶段:第三阶段发生在疫苗成功通过第2阶段之后。在这一阶段，成千上万的志愿者接受了疫苗或安慰剂，但研究人员和志愿者都不知道谁接受了哪种治疗。

然后志愿者们就会像往常一样生活。在COVID-19期间，这意味着鼓励他们保持社交距离，佩戴口罩，并遵循其他公共卫生感染预防指南。研究人员将追踪有多少志愿者感染COVID-19，并跟踪他们，以衡量疫苗的有效性，以了解接种疫苗者的感染率是否低于接种安慰剂者。研究人员在整个试验过程中继续监测疫苗的安全性。

如果在所有这三个阶段之后，疫苗被发现是安全有效的——如果在COVID-19的例子中，疫苗可以预防感染或减轻疾病的严重程度——那么它就会提交给FDA审批。一个多学科的科学家团队审查了整个试验中收集的数据。而且，如果数据看起来不错，FDA将批准疫苗的生产，并开始大规模生产，这样普通大众就可以接种疫苗。

疫苗批准后是否进行安全监控?

即使一种疫苗获得批准，FDA和疾病控制和预防中心(CDC)仍将继续监测其安全性。任何参与疫苗使用或分发的人，包括患者、药剂师、卫生保健提供者和疫苗制造商，都可以通过疫苗不良事件报告系统(VAERS)报告副作用。

总而言之，从临床前研究到许可和疫苗生产的疫苗开发过程通常需要十年或更长时间。最快的疫苗成功开发 - Merck在20世纪60年代生产的腮腺炎疫苗 - 仍然需要四年。

但是，由于COVID-19大流行仍在我们之中，疫苗研究人员正争先以创纪录的时间开发疫苗，或许从最初的疫苗研究开始不到一年左右。

但是像Iwasaki这样的专家并不认为这是值得警惕的。她说:“候选疫苗在获得FDA批准之前要经过严格的测试。”“尽管仓促地制定了开发COVID-19疫苗的时间表，但对安全性和有效性的评估并未受到影响。”

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