敬畏生命,让疫苗更安全

2018-11-06 02:47葛军
科学大众·小诺贝尔 2018年9期
关键词:防线免疫系统狂犬病

葛军

疫苗,自打我们出生时就开始接种,它关系看我们的健康甚至生命。2016年曾出现疫苗事件,主要是疫苗运输和仓储出现了问题。可前不久,一起新的疫苗造假事件再次引爆媒体——疫苗生产过程出现了纰漏,引發了家长们的强烈恐慌与担忧。很多家长第一时间就拿出疫苗接种本,翻看孩子疫苗接种记录,查看接种的疫苗批次和生产企业。

在愤怒、恐慌、担忧之余,想必同学们也在思考:疫苗是如何生产出来的?它又是如何生效的呢?哪些因素会影响疫苗的质量与效力呢?

可以学习的特异性免疫

免疫,顾名思义,就是免除瘟疫和疾病,它是建立在我们人体生理防御、自身稳定与免疫监视的基础上的,是人体的健康防线。这样的防线一共有三道。

第一道防线主要是物理屏障,由皮肤和黏膜构成;第二道防线是由人体中的杀菌物质和吞噬细胞构成的。第一道防线和第二道防线是人类在进化过程中逐渐建立起来的天然防御功能,人人生来就有,不针对某一种特定的病原体,而是对多种病原体都有防御作用,因此也被叫作非特异性免疫(先天眭免疫)。

一般情况下,这两道防线可以阻挡多数试图侵入我们身体的微生物,但仍有少数微生物会突破它们。这时候,第三道防线就发挥作用了。它主要由胸腺、淋巴结和脾脏等免疫器官和免疫细胞组成,也被称为特异性免疫,具有“学习”能力。免疫系统会分析入侵者的成分,并产生对应的免疫细胞和抗体,最终将其消灭—一这是第一次免疫应答。不仅如此,它还会产生记忆细胞,“记录”下病原体的特征,当人体再次受到相同病原体攻击时,这些记忆细胞就可以快速反应,进行第二次免疫应答。相比第一次免疫应答,第二次免疫应答更快、更强,更有可能击败入侵者。而疫苗,就是针对这第三道防线的。

训练你的身体

疫苗,就是一种让机体“学习”病原体的“培训”手段。常用的疫苗一般是将特定的病原体杀死或者减毒以后制成的药品。这些被杀死或减毒的病原体对人体不再有致病能力,而且它们成了免疫系统“学习”的好“教材”。免疫系统通过“研究”这些病原体,产生专门用来对付这些病原体的免疫细胞,也就是完成第一次免疫应答。这时候,我们的身体不用真正被病原体感染,患一次病,我们的身体就已经获得了一次战斗经验,并针对这种疾病建立了特异性免疫。

于是,当我们真正遇到病原体的时候,我们的身体就会直接进入第二次免疫应答,迅速作出响应。第二次免疫应答的响应速度和强度会比第一次免疫应答强很多。那些在第一次免疫应答过程中无法战胜的病原体,往往能够在第二次免疫应答中迅速被清除掉。所以,疫苗其实是一种激发我们人体自身免疫潜力的手段。

当然了,身体里记忆细胞的数量和寿命是有限的,如果长时间接触不到病原体,时间长了就会“忘记”,这时就需要再次接种疫苗。必须要强调的是,并不是接种了疫苗就一定不会再患这种病了,疫苗的防护不是绝对的。首先,由于各人体质不同,疫苗产生的刺激未必能使每个人都产生足够强度的第一次免疫应答。尽管一些疫苗会连续接种几针进行强化,仍有人无法达到足够强度。其次,疫苗的防护能力还与接触的病原体数量有关。如果一次接触过量的病原体,免疫系统无法应对,我们仍然会患病。所以,千万不要以为打了疫苗就可以高枕无忧了。

关于疫苗的小知识

1 疫苗如何起作用

疫苗通过给身体注射死亡的或减弱的病原体(如病毒)来刺激身体产生抗体。

2 自动免疫性

一旦身体学会了如何制造抗体后,当身体再接触到活病毒,它就能立即制造抗体。

3 群体免疫

当90%的人口接种疫苗时,它会保护那些不能接种疫苗的人。

4 毒素

疫苗防腐剂中含有汞和甲醛等物质,但是汞和甲醛的含量很低,以至于它们没有风险。

5 效果

无论—个地区的卫生条件或食物质量如何,疫苗都能降低为其制造的每—种疾病的发病率。

疫苗复杂的制备工艺

目前,市面上常用的疫苗有上百种,其中卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破三联疫苗和麻疹疫苗是世界卫生组织规定全球儿童应注射的基础免疫用疫苗。此外,甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗、乙脑疫苗、狂犬病疫苗、出血热疫苗、肺炎疫苗、流脑疫苗、腮腺炎疫苗和流感疫苗也是很常用的疫苗。

但是,针对同一种疾病的疫苗,制备工艺却并不相同。以这次出问题的狂犬病疫苗为例,它的制备工艺已经有了多次升级。最初制备出狂犬病疫苗的是著名的微生物学家巴斯德。1885年,他用制备的疫苗成功挽救了一个小男孩的生命。当时,巴斯德使用的是减毒活疫苗。他的制备方法是把狂犬病毒接种到兔子身上培养,并且反复接种,最后将兔脊髓悬吊于空气中,使其毒力快速下降。之后,就用这些脊髓制成悬浊液,形成最早的狂犬病疫苗。

但是,我们仔细分析就会发现,早期的狂犬病疫苗是有很大问题的。首先,没有经过提纯,注射到患者体内的不止有病毒,还有兔子体内的各种成分……一方面可能带来其他病原体;另一方面还可能引起强烈的过敏反应—免疫系统的另—种激烈表达形式。事实上,即使是今天经过提纯的疫苗,仍然也存在这样的问题。比如,你经常会看到某种疫苗接种说明上写着:对鸡蛋过敏的人群不能接种。那是因为这种疫苗是用鸡胚胎培养的,即使提纯后也可能合有少量的鸡蛋成分。早期的狂犬病疫苗的品质并不稳定,有效成分变化很大。最后,还有一个严重的问题是:虽然疫苗被减毒了,病毒依然活着,这是有风险的。1960年,巴西就发生了这样的惨痛事件,18个孩子因接种灭活不彻底的疫苗而感染狂犬病死亡。

因此,今天的狂犬病疫苗都至少是经过了灭活处理的死病毒。现在的冻干人用狂犬病疫苗甚至已经不再用活体动物来培养病毒了,而是用可以无限繁殖的动物细胞系作为病毒的培养体,然后对病毒液进行灭活、浓缩、纯化,再在低温下干燥,制成制剂。最后,还要对制剂进行检验。相比巴斯德时代,今天的疫苗已经安全了许多。

“娇气”的疫苗

今天,为了保证疫苗的质量,它的生产、加工、仓储和运输都有了一套完整的规范,相对于多数其他产品来说,甚至有点苛刻。究其原因,一方面是因为疫苗关乎人命;另—方面,则是因为疫苗确实“娇气”。

比如,2016年山东疫苗案的问题出在关键环节仓储和运输上。疫苗的保存必须是在低温和避光的情况下。这是因为疫苗的核心成分是病原体的蛋白质和DNA,只有它们有效,才能激发人体发生响应的免疫反应,获得免疫力。但是,恰好这两种物质都是生物大分子,稳定性并不怎么高,它们会发生缓慢的变化,结构也会逐渐被破坏。而光照和较高的温度则会加速这个过程,从而使它们失效。举个简单的例子,具有生物功能的鸡蛋清是液体的,它的主要成分是蛋白质,但是一加热,就变成了块状的美味,而蛋白质的生物功能已经完全丧失掉了。无效的疫苗能让一些人万劫不复——你可以想象,当一个人被病犬咬伤,却被注射了无效的狂犬病疫苗,那会是怎样的后果呢?

同样,在生产工艺上,也存在类似的问题。举个例子,不管如何制备疫苗,都绕不过培养细胞这一步。传统疫苗要用动物细胞做“肥料”培养病毒或细菌,基因工程疫苗要培养基因工程细胞,而只要有轻微的环境变化,细胞的生长状态、代谢产物都会有变化,产生的疫苗成分的量也会有变化,其结果就是疫苗里有效成分的含量会有变化,而且杂质的种类和含量也可能会有变化。以外,一些微小的变动就能影响疫苗品质的地方还很多,这也是为什么不同批次的疫苗会有细微差别的原因。也正是因为如此,必须严格控制疫苗生产的每一个环节,以确保疫苗品质尽可能稳定。

因此,唯有各个环节严格把控,才能确保注射到人们身体里的疫苗是安全、有效的。这关乎生命的大事。

知识链接

日新月异的疫苗

偶联疫苗

有些细菌外面有多糖组成的荚膜,如果直接将它们制成疫苗,几乎不引起免疫系统的反应-为了提高疫苗的效用,科学家把一些能够引起免疫系统警觉的蛋白质分子和荚膜组合在—起,形成偶联疫苗,可以将疫苗的效用大大提高,如液体B型流感嗜血杆菌偶联疫苗。

重组载体疫苗

这种技术是将能够引起免疫系统反应的基因整合到毒性较弱的病毒或细菌中。人接种后,寄存在病毒和细菌中的基因开始表达,产生可以刺激免疫系统的物质,达到免疫效果,如乙型肝炎重组载体疫苗。

DNA疫苗

这是近年来一种新兴的疫苗技术。该疫苗通过将DNA片段注射到人和动物体中起作用。在那里,DNA分子持续表达出抗原,从而诱导出免疫应答。这种疫苗具有成本低、使用安全、易改进和易保存的特点,特别是可以将多种病原体的特征综合到同—个疫苗中,实现一次接种、预防多种疾病的特点。目前,该技术仍处于实验阶段,但已于牲畜疾病的预防中显示出良好的效果。

气雾疫苗

注射疫苗往往会带来—些安全问题,注射器被污染还有可能带来血液传播疾病。为了避免这—麻烦,科学家想到了使用喷雾接种疫苗,只需对着鼻子轻轻一喷,接种就完成了。这种疫苗虽然已经进入大规模实验阶段,但是一些安全疑虑还没有消除,一些科学家担心喷雾会造成呼吸道感染或通过鼻腔引起脑炎,因此氣雾疫苗进入实践应用还需时日。

水果和蔬菜疫苗

很多家长在为如何说服小孩子“打预防针”伤脑筋,而且很多成年人对打针也很发怵,如果吃一个水果就能预防疾病,那就太美妙了,现在世界各地有上百位科学家正在试图实现这个想法。科学家通过基因技术让这些蔬果中合有能引起免疫应答的抗原,只要吃下去就可以完成接种。现在的研究已经取得了积极成果,但投入市场还需时日。

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