疫苗类型与理性疫苗设计

疫苗不仅在所针对的病毒上有所不同，而且在抗原呈递给免疫系统的方式上也不同——可以是减毒活病毒、灭活制剂、纯化蛋白质、基因递送载体或信使RNA。理性疫苗设计选择并工程化抗原和平台，以引发保护性免疫反应，这越来越受到病毒蛋白质结构知识的指导。

Definition

疫苗设计是选择病毒抗原和递送平台——以及任何佐剂——旨在诱导保护性、持久的适应性免疫，同时保持安全，平台范围从完整的减毒或灭活病毒到亚单位蛋白和核酸构建体。

Scope

本主题涵盖了主要的疫苗平台（减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位和结合疫苗、病毒载体疫苗以及核酸疫苗）、佐剂的作用以及理性设计和基于结构设计的原则。它解释了每种平台如何塑造产生的免疫反应。它不涉及接种时间表、适应症或个体免疫建议。

Core questions

• 主要的疫苗平台有哪些？它们在机制上有什么不同？
• 为什么平台选择会影响免疫的强度、广度和持久性？
• 什么是佐剂？何时需要佐剂？
• 病毒抗原的结构知识如何实现理性设计？
• 活疫苗、灭活疫苗和核酸疫苗方法之间存在哪些权衡？

Key concepts

• 减毒活疫苗
• 灭活疫苗
• 亚单位和结合疫苗
• 病毒载体疫苗
• 核酸（mRNA和DNA）疫苗
• 佐剂
• 抗原选择和免疫原设计
• 基于结构和理性的疫苗设计

Mechanisms

每个平台通过不同的途径递送病毒抗原。减毒活疫苗使用减弱但能复制的病毒，模拟自然感染，并倾向于诱导广泛、持久的免疫；灭活疫苗呈递非复制的完整病毒，通常需要加强接种和佐剂。亚单位和结合疫苗使用纯化的蛋白质或多糖，以安全性换取广度。病毒载体和核酸疫苗则递送抗原的遗传指令，使受体的自身细胞产生抗原，从而同时激活抗体和T细胞反应。Pollard和Bijker（2020）为这些平台提供了比较框架，Shi等（2019）描述了佐剂如何增强和塑造对非活抗原的反应。理性设计优化抗原本身——例如将病毒表面蛋白稳定在其融合前构象——以将免疫力集中在保护性表位上。

Clinical relevance

平台选择决定了疫苗的许多实际特性——如何储存、需要多少剂量以及它所偏爱的免疫类型——这就是为什么理解这些平台对于解释疫苗证据至关重要。大型COVID-19 mRNA疫苗试验（Polack等，2020；Baden等，2021）证明了一个当时新平台达到了很高的测量功效。本条目解释了这些设计的科学原理，并非免疫接种建议的来源。

History

疫苗设计从詹纳的完整病原体接种，经巴斯德的减毒，发展到20世纪中叶的灭活和活病毒疫苗，然后是亚单位和重组抗原，最终发展到在COVID-19大流行期间获得许可的病毒载体和mRNA平台，正如Pollard和Bijker（2020）所描绘的。

Debates

核酸和载体平台是否取代了传统的全病毒疫苗？

较新的平台提供了速度和灵活性，并被证明对SARS-CoV-2高效，但活疫苗和灭活疫苗在某些情况下仍具有优势，因此该领域认为平台选择取决于抗原和具体情况，而非已成定论。

Key figures

• Andrew Pollard
• Stanley Plotkin

Seminal works

• pollard-bijker-2020
• shi-2019

Frequently asked questions

亚单位疫苗和mRNA疫苗有什么区别？

亚单位疫苗递送现成的病毒蛋白，而mRNA疫苗递送遗传指令，使受体的自身细胞产生蛋白质；两者都旨在呈递相同的抗原，但通过不同的途径实现。

为什么有些疫苗含有佐剂？

纯化或灭活的抗原本身通常免疫原性较弱，因此添加佐剂以刺激和塑造免疫反应，提高保护的强度和持久性。