【阅读提示】
本文系统梳理了全球疫苗发展的千年历程,内容涉及医学历史、技术原理及公共卫生影响等。文中部分内容可能涉及疾病症状、接种操作等描述,若您在阅读过程中感到不适,建议调整阅读节奏或暂停阅读。本文仅为知识科普,所载信息不能替代专业医疗建议,具体健康问题请咨询医疗机构及专业人员。
一、疫苗的起源:中国古代的人痘接种实践
疫苗的雏形最早可追溯至公元11世纪的中国宋代,当时中国医者已开始采用人痘接种术来预防天花这一烈性传染病。据清代医学家朱纯嘏的《痘疹定论》记载,宋仁宗时期(1022-1063年),丞相王旦因几个儿子均死于天花,在得知四川峨眉山有神医能种痘后,便请来为幼子王素接种,结果"至七日发热,后十二日,正痘已结痂矣"。这一记载表明,中国至少在北宋时期就已掌握了相对成熟的人痘接种技术。
(一)人痘接种的技术发展
人痘接种的具体方法在明清时期得到系统化发展,形成了四种主要技术:
1. "痘衣法":让健康儿童穿天花患者的衣服,通过接触患者衣物上残留的病毒颗粒引发轻微感染,从而获得免疫力。
2. "痘浆法":将患者脓疱中的脓液直接涂抹于接种者皮肤的微小伤口上,使病毒进入体内引发免疫反应。
3. "旱苗法":将患者痘痂研成粉末,通过特制工具吹入接种者鼻腔,借助呼吸道黏膜吸收病毒。
4. "水苗法":将痘痂粉加水调匀后,用棉花包裹捏成枣核形状塞入鼻孔,十二小时后取出,约七天后接种者会出现发热出痘症状,即表示种痘成功。
其中,"水苗法"被认为最为安全有效,因为它能更精准地控制病毒进入体内的剂量,减少严重反应的发生。这种方法在明清时期的医学典籍中多有记载,成为当时主流的接种方式。
(二)痘苗的改良与安全性提升
早期人痘接种使用的是"时苗",即直接从天花患者身上获取的痂或脓汁作为痘苗,这种方法风险极高,由于病毒毒力未加控制,部分接种者可能发展为重症天花,致死率可达20%。明代隆庆年间(1567-1572年),中国医生通过长期实践发现,如果将痘苗连续传代选育六、七次,其毒力会大大降低,几乎不再致死,这种改良后的痘苗被称为"熟苗"。
据清代《种痘新书》记载,使用"熟苗"接种的致死率已降至0.33%,安全性显著提高。这一过程实际上蕴含了现代疫苗减毒的原理,通过连续传代让病毒逐渐适应新的宿主环境,自然减弱其致病性,同时保留免疫原性,体现了古代医者的智慧。
(三)人痘接种技术的全球传播
中国人痘接种技术在17-18世纪通过丝绸之路传播到世界各地。首先传入俄罗斯,当时俄国与中国北方边境贸易频繁,一些商人将种痘技术带回俄国,并在贵族阶层中推广。随后,这一技术经中亚传至土耳其,奥斯曼帝国的宫廷中开始采用人痘接种来保护皇室成员免受天花侵害。
1721年,英国驻土耳其大使夫人玛丽·沃特利·蒙塔古观察到当地的人痘接种术效果显著,便为自己的子女接种,并将这一技术引入英国皇室,随后在欧洲贵族阶层中逐渐推广。尽管初期受到教会和部分医学界人士的质疑,但由于其预防天花的效果确切,最终被广泛接受。这一技术的传播为后来爱德华·詹纳发明牛痘疫苗奠定了基础,也标志着人类主动免疫预防传染病的开端。
值得注意的是,中国的人痘接种实践体现了经验医学的智慧。在没有现代微生物学知识的情况下,古代医者通过长期观察和实践,总结出了"以毒攻毒"的免疫理念,并发展出减毒选育的技术路线。这种基于实践的经验积累,为现代疫苗学的发展提供了重要启示。人痘接种术在中国持续使用了近千年,直到1805年牛痘接种法传入中国后才逐渐被取代。
二、现代疫苗学的奠基:从詹纳牛痘到巴斯德时代
现代疫苗学的正式开端通常以1796年爱德华·詹纳(Edward Jenner)的牛痘实验为标志。这位英国乡村医生观察到挤奶女工感染牛痘后不会患天花的现象,于5月14日进行了开创性实验:他从挤奶女工莎拉·内尔姆斯手上的牛痘脓疱中提取脓液,接种到8岁男孩詹姆斯·菲普斯的胳膊上。六周后,詹纳给这个男孩接种天花脓液,结果男孩没有发病,证明牛痘确实能预防天花。詹纳将这一过程命名为"vaccination",源自拉丁语"vacca"(牛),这一术语沿用至今。
(一)牛痘疫苗的优势与影响
詹纳的牛痘疫苗相较于中国传统的人痘接种具有显著优势:牛痘病毒与天花病毒同属正痘病毒属,存在交叉免疫原性,但牛痘病毒的致病性极低,感染后通常仅引起局部轻微脓疱,几乎不会导致严重疾病或死亡,安全性远高于人痘接种。
这一发现迅速在欧洲推广,1805年传入中国后,由于其安全性更高,逐渐取代了人痘接种法。牛痘接种的普及为最终消灭天花奠定了基础,世界卫生组织于1980年5月8日正式宣布天花在全球范围内被根除,这是人类通过疫苗接种消灭的第一种传染病,也是公共卫生史上的里程碑事件。
(二)巴斯德时代的疫苗学突破
19世纪下半叶,路易·巴斯德(Louis Pasteur)的工作将疫苗学推向科学化阶段。这位法国微生物学家不仅推翻了"自然发生说",证明微生物是导致疾病的原因,还建立了微生物致病理论。1880-1881年,巴斯德成功研制了减毒鸡霍乱疫苗和炭疽疫苗,首次系统性地应用人工减毒方法制备疫苗。他通过将鸡霍乱杆菌在室温下培养,使其毒性减弱,然后用这种减毒的细菌接种鸡,发现鸡能够抵抗强毒菌株的感染。
1885年,巴斯德团队研发的狂犬病疫苗取得突破:他们通过将狂犬病毒在兔脑中连续传代获得固定毒株,再经干燥减毒后制成疫苗,并设计了一套逐渐增强毒性的多针免疫程序。当时,一名被疯狗咬伤的9岁男孩约瑟夫·梅斯特被送到巴斯德实验室,巴斯德冒险为其接种了狂犬病疫苗,最终成功救治了这个男孩,这一案例使狂犬病疫苗声名远扬,也确立了巴斯德在疫苗学领域的地位。
(三)疫苗技术的多样化发展
巴斯德的工作确立了减毒活疫苗的科学基础,他提出的"预防接种"概念扩展了詹纳的疫苗定义。与詹纳从自然界寻找交叉保护病原体不同,巴斯德开创了人工改造病原体以降低毒性的技术路线。这一时期的另一重要进展是1886年首个加热灭活疫苗——猪霍乱样沙门菌疫苗的诞生,标志着灭活疫苗技术的开端,即通过物理或化学方法杀死病原体,保留其免疫原性来制备疫苗。
19世纪末至20世纪初,多种重要疫苗相继问世:
1. 1888年,白喉和破伤风外毒素被发现,随后冯·贝林和北里柴三郎证实动物血清中能产生抗毒素,即抗体,为类毒素疫苗奠定基础。他们将白喉毒素用甲醛处理,使其失去毒性但保留免疫原性,制成白喉类毒素,接种后能诱导人体产生抗体,有效预防白喉。
2. 1918年,阿尔伯特·卡尔梅特和卡米尔·盖林历时11年,将牛结核杆菌在含有胆汁的培养基中连续传代231次,培育出毒力显著降低的减毒株,即卡介苗(BCG),至今仍在许多国家用于结核病预防。
3. 1926年,稳定无毒的甲醛灭活白喉类毒素研制成功,1948年白喉-破伤风-百日咳(DTP)联合疫苗问世,开创了多联疫苗的新纪元,减少了接种次数,提高了接种依从性。
这一时期疫苗发展的特点是从经验探索转向科学实验。微生物学的建立使研究者能够准确识别病原体,理解免疫机制,并系统性地开发疫苗。同时,工业化生产使疫苗能够大规模应用,显著降低了传染病的发病率和死亡率。例如,在牛痘疫苗推广后,英国伦敦的天花死亡人数从18世纪末开始持续下降,到1930年代天花在英国绝迹。这些成就奠定了现代免疫学和疫苗学的基础,为20世纪疫苗的黄金发展期铺平了道路。
18-19世纪疫苗发展里程碑如下:
1. 1796年,爱德华·詹纳研制出牛痘疫苗,这是首个科学验证的疫苗,开创了现代疫苗学。
2. 1881年,路易·巴斯德研制出减毒炭疽疫苗,这是首个细菌减毒活疫苗。
3. 1885年,路易·巴斯德团队研制出狂犬病疫苗,这是首个病毒减毒活疫苗,确立了多针免疫程序。
4. 1886年,首个猪霍乱灭活疫苗诞生,标志着灭活疫苗技术的开端。
5. 1890年,冯·贝林、北里柴三郎发现白喉抗毒素,为类毒素疫苗奠定基础。
6. 1921年,卡尔梅特、盖林研制出卡介苗(BCG),这是首个结核病疫苗,至今仍在使用。
三、20世纪疫苗的黄金时代:从病毒培养到基因工程
20世纪见证了疫苗技术的爆炸式发展,这一时期被称为疫苗学的"黄金时代"。1931年,厄内斯特·古德帕斯丘(Ernest Goodpasture)发明了鸡胚绒毛尿囊膜培养病毒技术,解决了病毒难以体外培养的难题。这一突破直接促成了1936年首个鸡胚生产的甲型流感病毒灭活疫苗问世,至今流感疫苗仍主要采用鸡胚生产。
(一)细胞培养技术推动疫苗革新
1949年,约翰·恩德斯(John Enders)团队发现脊髓灰质炎病毒可在多种人体组织中培养,这一细胞培养技术革命性地改变了疫苗生产。在此之前,病毒的培养主要依赖动物个体或鸡胚,难以大规模生产且成本高昂。细胞培养技术使得病毒可以在离体的细胞中大量繁殖,为疫苗的规模化生产提供了可能。
1955年,乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)利用猴肾细胞(Vero细胞)培育出三价灭活脊髓灰质炎疫苗(IPV),这是首个大规模应用的脊髓灰质炎疫苗。该疫苗通过甲醛灭活脊髓灰质炎病毒,安全性较高,但需要注射接种。1960年,阿尔伯特·萨宾(Albert Sabin)研制的口服脊髓灰质炎减毒活疫苗(OPV)获批,因其使用方便(口服)、成本低廉,且能诱导肠道免疫,迅速在全球推广。
中国医学病毒学家顾方舟于1962年成功研制出口服脊髓灰质炎减毒活疫苗糖丸,这种剂型不仅便于儿童服用,还能在一定程度上保持疫苗的活性,使中国脊髓灰质炎发病率骤减。全球根除脊髓灰质炎行动始于1988年,目前Ⅱ型、Ⅲ型脊髓灰质炎野病毒已宣告消灭,仅剩Ⅰ型野病毒在少数国家流行,有望成为继天花之后第二种被人类消灭的传染病。
(二)病毒减毒活疫苗的广泛应用
20世纪中叶,多种重要病毒减毒活疫苗相继问世:
1. 麻疹Edmonston株减毒疫苗:通过将麻疹病毒在鸡胚细胞中连续传代减毒制成,1963年在美国获批使用,显著降低了麻疹的发病率和死亡率。
2. 腮腺炎病毒Jeryl Lynn减毒株:1967年获批,该疫苗安全性和有效性良好,成为预防腮腺炎的主要手段。
3. 风疹病毒Wistar-RA27/3减毒株:1969年获批,尤其在预防先天性风疹综合征方面发挥了重要作用。
1971年,莫里斯·希勒曼(Maurice Hilleman)将麻疹、腮腺炎、风疹三种疫苗组合,研制出麻疹-腮腺炎-风疹(MMR)联合疫苗,这一疫苗配方至今仍在全球广泛使用,减少了接种次数,提高了儿童的接种依从性。
在亚洲流行的乙型脑炎疫苗也取得突破,1965年日本研制出甲醛灭活的鼠脑全病毒疫苗,中国则于1968年研发原代地鼠肾细胞(PHK)乙脑灭活疫苗,1989年又研制出PHK乙脑减毒活疫苗,后者免疫效果更持久,接种次数更少,在我国乙脑防控中发挥了重要作用。
(三)新型疫苗技术的兴起
20世纪下半叶,多糖蛋白结合技术和基因工程开启了新型疫苗时代。传统多糖疫苗(如脑膜炎球菌疫苗)免疫原性差,因为多糖属于T细胞非依赖性抗原,不能诱导记忆性免疫应答,尤其对婴幼儿效果不佳。1985年,罗伯特·奥地利(Robert Austrian)将Hib(b型流感嗜血杆菌)多糖与白喉类毒素偶联,成功研制首个多糖蛋白结合疫苗,通过将多糖与蛋白质载体结合,使T细胞参与免疫应答,显著提高了免疫效果,尤其增强了对婴幼儿的保护作用。这一策略随后应用于肺炎链球菌、脑膜炎奈瑟菌等多种细菌疫苗的研发。
基因工程疫苗的突破以乙肝疫苗为代表。1981年莫里斯·希尔曼研制出血源乙肝疫苗,即从乙肝病毒携带者的血液中提取乙肝表面抗原制成疫苗,但由于艾滋病流行引发的安全性担忧,促使科学家转向重组技术。通过将乙肝表面抗原(HBsAg)基因克隆到酿酒酵母和中国仓鼠卵巢细胞(CHO)中,利用基因工程技术让这些细胞表达HBsAg,科学家成功研发出首个重组基因工程疫苗。这一技术路线避免了血液来源的安全风险,成为后来多种亚单位疫苗的范本,包括HPV疫苗、带状疱疹疫苗等。
(四)计划免疫体系的建立与影响
20世纪疫苗发展的另一重要特点是计划免疫体系的建立。1974年世界卫生组织发起扩大免疫规划(EPI),旨在提高全球儿童的疫苗接种率,预防多种传染病。该计划最初包括卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破疫苗和麻疹疫苗四种,后来逐渐扩大范围。
中国于1978年正式实施儿童计划免疫,初期包括卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、百白破疫苗和麻疹疫苗四种。1986年,国务院批准成立全国儿童计划免疫工作协调小组,并确定每年4月25日为全国儿童预防接种日,推动实现"七五"计划提出的1990年免疫接种率达到85%以上的目标。1988年、1990年和1995年,中国先后实现了以省、县、乡为单位儿童疫苗接种率达到85%的目标。据估算,1978-2007年间,中国通过普及儿童免疫减少了逾3亿例疫苗可预防疾病的发生,避免了400万人死亡。
20世纪疫苗发展主要成就如下:
1. 1930s,病毒鸡胚培养技术出现,代表性疫苗为流感灭活疫苗,首次实现病毒疫苗规模化生产。
2. 1950s,细胞培养技术发展,代表性疫苗为脊髓灰质炎疫苗,使全球脊髓灰质炎接近根除。
3. 1960s,病毒减毒技术成熟,代表性疫苗为麻疹、腮腺炎、风疹疫苗,使儿童传染病死亡率大幅下降。
4. 1980s,多糖蛋白结合技术诞生,代表性疫苗为Hib结合疫苗,显著降低细菌性脑膜炎发病率;基因工程技术应用,代表性疫苗为重组乙肝疫苗,开启亚单位疫苗新时代。
5. 1990s,联合疫苗技术发展,代表性疫苗为DTaP-IPV-Hib,减少接种次数,提高覆盖率。
疫苗在20世纪的广泛应用产生了深远的社会影响。全球天花根除证明了疫苗消灭传染病的可能性;脊髓灰质炎病例从1988年的35万例降至2020年的不足200例;麻疹疫苗使全球每年死亡人数从260万(1963年前)降至14万(主要发生在接种率低的非洲和亚洲国家)。这些成就展示了疫苗接种作为最经济有效的公共卫生干预措施的巨大价值。
四、中国疫苗事业的发展历程
中国现代疫苗事业始于20世纪初的艰难起步。1919年3月,北洋政府成立中央防疫处,地址位于北京市天坛,这是中国历史上第一个国家卫生防疫和血清疫苗生产研究的专门机构。该机构最初主要生产牛痘疫苗、抗血清等生物制品,应对当时国内频发的传染病疫情。1928年,该机构改隶南京国民政府,成为当时中国主要的疫苗研发和生产中心。中国卡介苗接种始于1933年,由王良医生从法国引入,他在重庆建立起中国第一个卡介苗实验室,开启了中国自主研究培育卡介苗的先河,为后来结核病的防控奠定了基础。
(一)新中国成立后的疫苗事业建设
新中国成立后,疫苗事业进入系统建设阶段。政府在接收原民国中央防疫处和西北防疫处的基础上,扩建和新组建了卫生部六大生物制品研究所(北京、长春、兰州、成都、武汉和上海),分片负责全国六大行政区的传染病防控和疫苗生产。这种布局考虑到了中国地域辽阔、传染病流行特点不同的实际情况,便于快速响应各地的防疫需求。
1959年,中国医学科学院医学生物学研究所在昆明成立,主要专注于脊髓灰质炎疫苗的研发生产,该研究所后来成功研制出脊髓灰质炎减毒活疫苗,为中国消灭脊髓灰质炎作出了重要贡献。这一时期,中国在全国范围内开展了多次普种牛痘运动,通过大规模接种牛痘疫苗,使天花发病地区逐年缩小,1961年在全国范围内消灭了天花,比全球宣布消灭天花早了近20年。
(二)自主研发初期与计划免疫的开端
20世纪50-70年代是中国疫苗的自主研发初期阶段。1950年,政务院发出《关于发动秋季种痘运动的指示》,在全国施行免费牛痘接种,这是新中国成立后首次大规模的疫苗接种运动,有效控制了天花的流行。60年代,中国陆续研制成功脊髓灰质炎糖丸疫苗、麻疹疫苗等常用儿童疫苗。
1963年,卫生部首次颁发《预防接种工作实施办法》,各地逐步将预防接种纳入有计划接种的轨道。这一时期的特点是主要依靠突击接种,每年冬春季在全国范围开展疫苗集中接种活动,尚未形成规范的免疫程序。尽管如此,这些努力显著降低了多种传染病的发病率,保障了人民的基本健康。
1978年是中国疫苗事业的重要转折点。卫生部下发《关于加强计划免疫的通知》,标志着中国正式进入计划免疫时代。计划免疫通过制定科学的免疫程序,按照规定的时间对儿童进行疫苗接种,提高了接种的规范性和有效性。1986年,国务院批准成立全国儿童计划免疫工作协调小组,并确定每年4月25日为全国儿童预防接种日,推动实现“七五”计划提出的1990年免疫接种率达到85%以上的目标。1988年、1990年和1995年,中国先后实现了以省、县、乡为单位儿童疫苗接种率达到85%的目标,计划免疫工作取得了显著成效。
(三)疫苗研发的重要突破与事业发展
在疫苗研发方面,中国科学家取得了一系列重要突破。1986年,北京生物制品研究所和中国药品生物制品检定所共同研制出乙型肝炎血源疫苗,并立即将技术无偿转让给其他五个生物制品研究所,在全国推广应用,对阻断乙肝传播发挥了重要作用。随着基因工程技术的发展,中国又成功研制出重组乙肝疫苗,进一步提高了疫苗的安全性和产量。
1994年2月,浙江医学科学院研制成功甲型肝炎减毒活疫苗,该疫苗具有良好的免疫原性和安全性,为控制甲肝流行作出重大贡献。2000年,中国与世界卫生组织西太平洋区同步实现了无脊髓灰质炎目标,这是中国疫苗事业和传染病防控工作的又一重大成就。
21世纪以来,中国疫苗事业进入快速发展阶段。2007年,卫生部下发《扩大国家免疫规划实施方案》,将免疫规划疫苗从6种扩展到14种,可预防传染病从7种增加到15种,进一步扩大了疫苗的保护范围,提高了人群的免疫力。2014年,世界卫生组织西太平洋区向中国政府颁奖,表彰在防控儿童乙肝方面取得的突出成绩——中国5岁以下儿童乙肝病毒携带率从1992年的9.7%降至2014年的0.3%,因接种疫苗减少乙肝病毒慢性感染者3000多万人,这一成就得到了国际社会的广泛认可。
中国疫苗产业已发展成为全球重要力量。改革开放前,中国仅批准5个疫苗品种;1980-2000年批准19个;2001-2019年批准31个,种类从传统的活疫苗、死疫苗发展到亚单位疫苗、基因工程重组疫苗、裂解疫苗、联合疫苗等。目前中国已成为世界第三大疫苗市场,由一类疫苗(免疫规划)市场和二类疫苗(自费)市场构成。一类疫苗由国家免费提供,市场规模稳定;二类疫苗如肺炎疫苗、流感疫苗、HPV疫苗等,随着公众健康意识提高,市场快速增长。
中国疫苗发展历程展现了从引进吸收到自主创新的转变。早期主要依赖国外技术(如卡介苗引进),中期通过仿制和改进建立自主生产能力(如脊髓灰质炎糖丸疫苗),近年来在部分领域已实现原创突破(如埃博拉疫苗、新冠疫苗)。这一历程也反映了中国公共卫生体系从薄弱到健全的发展轨迹,疫苗可预防疾病的发病率持续下降,有效保障了人民健康和社会发展。
五、当代疫苗技术革新与未来展望
进入21世纪,疫苗技术迎来了革命性突破,新型疫苗平台不断涌现。2006年,全球首个人乳头瘤病毒(HPV)疫苗获批,这是首个专门针对癌症预防的疫苗,标志着疫苗应用领域从传染病向非传染性疾病的扩展。2019年,基于mRNA技术的新冠疫苗以创纪录的速度完成研发并投入使用,开启了疫苗学的全新时代。
(一)前沿疫苗技术平台
1. 核酸疫苗
核酸疫苗代表了当前最前沿的疫苗技术路线。与传统疫苗不同,核酸疫苗不直接提供抗原蛋白,而是将编码抗原的DNA或mRNA导入人体细胞,利用宿主细胞的蛋白质合成机制产生抗原,进而激发免疫反应。mRNA疫苗具有研发周期短、生产工艺简单、无需细胞培养等优势,在新冠疫情期间展现了巨大潜力。辉瑞 - BioNTech和Moderna的mRNA新冠疫苗从序列确定到临床试验仅用了约两个月时间,创下了疫苗研发速度的新纪录。
2. 病毒载体疫苗
病毒载体疫苗是另一重要技术平台。这类疫苗利用改造过的无害病毒作为载体,携带目标病原体的抗原基因。当载体病毒感染人体细胞后,抗原基因得以表达并诱发免疫反应。牛津 - 阿斯利康新冠疫苗使用黑猩猩腺病毒作为载体,俄罗斯“卫星V”疫苗则采用人腺病毒载体,两者均在新冠疫情防控中发挥了重要作用。病毒载体技术也被应用于埃博拉疫苗研发,2019年欧盟批准了默克公司的埃博拉病毒载体疫苗。
3. 疫苗佐剂技术
疫苗佐剂技术的进步同样值得关注。佐剂是添加到疫苗中以增强免疫反应的物质,传统铝佐剂虽安全但效果有限。新型佐剂如MF59(水包油乳剂)、AS01(含单磷酰脂A和皂苷QS - 21)等能显著提高疫苗效力,尤其对老年人和免疫功能低下者更为重要。葛兰素史克的带状疱疹疫苗Shingrix采用AS01B佐剂系统,保护效力达到97%,远高于传统带状疱疹疫苗。
(二)当前疫苗研发的科学挑战
当前疫苗研发面临的主要科学挑战包括:HIV疫苗的研制由于病毒高度变异性及免疫逃逸机制,至今尚未有有效的疫苗问世;通用流感疫苗开发需要解决季节性流感病毒抗原漂移问题,以提供更持久、广泛的保护;现有卡介苗对结核病的保护效果有限,需要研发更有效的结核病疫苗。此外,如何提高疫苗在老年人和免疫功能低下人群中的效力,也是研究者关注的重点领域,因为这些人群的免疫系统功能较弱,对传统疫苗的应答可能不佳。
(三)未来疫苗技术与接种策略的发展方向
1. 疫苗技术发展
多价疫苗与联合疫苗的优化将减少接种次数,提高覆盖率。已有六联疫苗(DTaP - IPV - Hib - HepB)在部分国家使用,未来可能出现保护更全面的联合制剂。个性化疫苗如癌症治疗性疫苗,将根据患者肿瘤特异性抗原定制,为精准医疗开辟新途径。可食用疫苗通过转基因植物表达疫苗抗原,可能改变传统接种方式,特别适合发展中国家的大规模免疫,因为其无需复杂的储存和运输条件。
2. 接种策略创新
传统肌肉注射可能被无针注射、微针贴片等替代,提高接种可接受性,尤其对于儿童等害怕注射的人群。冷链技术的改进对保障疫苗效力至关重要,特别是对热不稳定的mRNA疫苗。一些公司正在开发耐高温疫苗配方,以解决资源匮乏地区的储存难题,提高疫苗在这些地区的可及性。
(四)疫苗公平分配与国际合作
疫苗公平分配成为全球公共卫生的重要议题。新冠疫情期间暴露的“疫苗民族主义”凸显了建立公平分配机制的必要性。COVAX计划试图确保所有国家都能获得新冠疫苗,但实际执行中仍面临诸多挑战,如疫苗生产能力不足、资金短缺、运输困难等。未来需要加强国际合作,建立更有效的疫苗研发、生产和分配体系,真正实现“疫苗为人人”的目标。
反向疫苗学等新兴技术将加速疫苗研发流程。通过基因组学和生物信息学分析,研究者可以不依赖病原体培养,直接从基因组序列预测潜在疫苗候选抗原。这一方法已被应用于脑膜炎球菌B型疫苗的研发,未来可能成为应对新发传染病的标准策略。
随着合成生物学和纳米技术的进步,疫苗设计将达到前所未有的精确度。自组装病毒样颗粒、核酸纳米结构等新型抗原呈现系统,可能产生更安全有效的疫苗。人工智能在抗原表位预测、疫苗设计优化等方面的应用,也将大幅提高研发效率和成功率。
疫苗发展已从单纯的传染病预防扩展到治疗性应用。除传统的预防性疫苗外,治疗性疫苗在慢性感染(如乙肝、HIV)、癌症、自身免疫性疾病等领域展现出潜力。未来疫苗可能成为综合疾病管理的重要工具,实现从预防到治疗的全方位健康保护。
从宋代人痘接种到mRNA疫苗,人类疫苗发展走过了千年历程。每一次技术革新都伴随着对疾病认知的深化和生物技术的突破。面对新发传染病和日益复杂的健康挑战,疫苗科学将继续演进,为保护人类健康做出不可替代的贡献。
【参考文献】
◎◎古代与早期疫苗史
1. 葛洪《肘后备急方》(东晋,约4世纪)
记载中国最早的狂犬病防治方法,提出“取咬人犬脑敷伤口”的经验免疫法。
2. 朱纯嘏《痘疹定论》(清代)
详细记录中国宋代人痘接种术实践案例,如宰相王旦为幼子接种人痘的实例。
3. Edward Jenner《An Inquiry into the Causes and Effects of the Variolae Vaccinae》(1798)
詹纳发表牛痘接种实验原始论文,奠定现代疫苗学基础。
4. Louis Pasteur《狂犬病疫苗研究笔记》(1885)
巴斯德团队关于狂犬病减毒疫苗的首次人体应用记录。
◎◎20世纪疫苗经典研究
5. Albert Calmette & Camille Guérin《卡介苗(BCG)研发报告》(1921)
结核病减毒活疫苗的原始文献,发表于《法国科学院院刊》。
6. John Enders《脊髓灰质炎病毒的非神经细胞培养》(1949)
诺贝尔奖获奖研究,开创病毒疫苗的细胞培养技术。
7. Jonas Salk《灭活脊髓灰质炎疫苗(IPV)临床试验》(1955)
《美国医学会杂志》(JAMA)发表的里程碑式论文。
8. Maurice Hilleman《麻疹-腮腺炎-风疹(MMR)联合疫苗研究》(1971)
联合疫苗设计的开创性工作。
◎◎现代疫苗技术与理论
9. Robert Austrian《Hib多糖蛋白结合疫苗研究》(1985)
首篇关于细菌多糖偶联技术的论文,发表于《传染病杂志》。
10. Stanley Plotkin《疫苗学》(Vaccines)(1988初版,多次再版)
被誉为疫苗领域的“圣经”,涵盖各类疫苗的研发与免疫学原理。
11. 《重组乙肝疫苗技术专利》(1986,默克公司)
首个基因工程疫苗的工业化生产文档。
12. Wolff & Robkson《DNA疫苗的发现》(1990-1993)
核酸疫苗的奠基性研究,发表于《科学》和《自然》。
◎◎中国疫苗发展专论
13. 顾方舟《脊髓灰质炎糖丸疫苗研发报告》(1962)
中国自主研制的口服疫苗技术文献。
14. 《中国疫苗监管体系发展白皮书》(2020,国家药监局)
系统梳理中国疫苗从计划免疫到现代监管的历程。
15. 《扩大国家免疫规划实施方案》(2007,中国卫生部)
政策文件,标志中国疫苗覆盖病种从6种扩展到14种。
◎◎全球视野与争议研究
16. Jean-François Saluzzo《疫苗的史诗》(2019)法语原著,中译本全面回顾疫苗史,包括技术突破与社会争议。
17. Arthur Allen《Vaccine: The Controversial Story of Medicines Greatest Lifesaver》(2007)探讨疫苗科学史与公众信任危机的英文著作。
18. WHO《天花根除全球报告》(1980)世界卫生组织官方文件,记录人类唯一消灭的传染病。
19. 《Cell》特刊“Transforming Vaccinology”(2024)综述mRNA疫苗、反向疫苗学等前沿技术。
20. 梁万年团队《The R&D Landscape for Infectious Disease Vaccines》(2023,Nature)全球传染病疫苗研发现状与趋势分析。