疫苗平台与理性设计
疫苗平台是用于向免疫系统呈递抗原，使其建立保护性、持久性记忆的不同技术方法。它们涵盖了从全病原体方法（减毒活疫苗和灭活疫苗）到纯化抗原方法（亚单位疫苗和重组疫苗），再到基因基础方法（病毒载体疫苗和核酸疫苗），后者指示受体自身的细胞制造抗原。理性设计选择并改造抗原、平台和任何佐剂，以引发被认为与针对特定病原体的保护相关的免疫反应。
Definition
疫苗平台是一种可推广的技术，用于递送或表达抗原以诱导保护性免疫，而疫苗的理性设计是根据证据，有意识地选择和改造抗原、平台和佐剂，以引发与保护相关的免疫反应。
Scope
本领域旨在引导读者了解主要的疫苗平台及其连接的设计原则：每个平台在免疫原性、安全性、可生产性和稳定性之间所做的权衡，以及从经验性减毒向结构和基因组指导的理性设计的转变。这是一份方法论和参考概述；详细要点请参见每个平台的主题页面。
Sub-topics
Core questions
- 哪种免疫反应与针对目标病原体的保护相关，哪种平台最有可能引发这种反应？
- 每个平台如何在免疫原性、安全性、稳定性和易于生产之间进行权衡？
- 疫苗设计如何从经验性减毒转向抗原和基因组指导的理性设计？
- 佐剂和递送系统在塑造免疫反应的强度和质量方面扮演什么角色？
Key concepts
- 抗原和免疫原
- 保护相关性
- 减毒活疫苗与灭活全病原体平台
- 亚单位和重组抗原平台
- 基因基础平台（病毒载体、核酸）
- 佐剂
- 反向疫苗学和基于结构的设计
- 免疫原性、反应原性和安全性权衡
- 可生产性和热稳定性
Mechanisms
每个平台都旨在以一种能激活先天免疫感知，然后启动适应性反应（产生抗体的B细胞、辅助性T细胞和细胞毒性T细胞）并持久形成记忆的形式呈递抗原。全病原体平台使免疫系统同时接触多种天然抗原；减毒活生物体短暂复制，倾向于诱导广泛、持久的反应，而灭活制剂不能复制，通常需要加强接种或佐剂。纯化的亚单位和重组抗原定义明确且安全，但通常需要佐剂才能具有足够的免疫原性。基因基础平台通过病毒载体或mRNA或DNA递送遗传指令，使受体细胞内源性合成抗原，这可以有效激活细胞毒性T细胞通路。理性设计在这些机制之上，选择了要使用的抗原，这通常受到结构生物学和基因组挖掘（反向疫苗学）以及保护相关性知识的启发。
Clinical relevance
了解疫苗平台有助于解释不同已获批和正在研究的疫苗的工作原理，它们在免疫反应、冷链要求和反应原性方面的差异，以及如何针对新兴病原体快速开发新疫苗。本条目描述了疫苗设计和产生保护的科学原理；它是一个参考资源，而非提供个体免疫建议的来源。
Epidemiology
基于这些平台开发的疫苗是控制甚至在某些情况下消除主要传染病的基础，而平台概念在COVID-19大流行期间被证明是决定性的，当时多种平台——核酸、病毒载体、灭活和亚单位——以前所未有的速度并行推进。
History
疫苗设计始于詹纳的牛痘接种和巴斯德的减毒培养的经验性方法，在20世纪的大部分时间里，它依赖于天然抗原的减毒、灭活和纯化。从20世纪后期开始，重组DNA技术、基因组测序（使反向疫苗学成为可能，例如Pizza及其同事在2000年对脑膜炎球菌B的研究）、结构生物学和基因递送技术逐步将疫苗学转变为一门理性的、设计驱动的学科，Plotkin的疫苗接种史对此转变进行了综述。
Key figures
- Stanley Plotkin
- Rino Rappuoli
- Bali Pulendran
- Florian Krammer
Related topics
Seminal works
- plotkin-2014
- plotkin-2010
- pizza-2000
- krammer-2020
Frequently asked questions
- 什么是疫苗平台？
- 疫苗平台是一种可推广的技术，用于向免疫系统呈递或表达抗原——例如减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位/重组疫苗、病毒载体疫苗或核酸疫苗方法——可以适用于许多不同的目标病原体。
- 疫苗的理性设计意味着什么？
- 它是指有意识地、以证据为指导选择和改造抗原、平台和佐剂，以引发被认为与保护相关的特定免疫反应，并且越来越多地受到基因组挖掘和结构生物学的指导，而非经验性的试错法。