疫苗前沿 | 从天花到癌症：揭秘疫苗如何从“盾牌”进化成“超级武器”

摘要：疫苗早已超越了预防传染病的传统角色，正演变为对抗癌症甚至慢性病的革命性武器。本文将带你回顾疫苗波澜壮阔的历史，拆解减毒活疫苗、mRNA疫苗等不同技术平台的核心原理。我们会看到，面对新冠病毒、RSV等新老对手，科学家如何见招拆招。更激动人心的是，个性化癌症疫苗和针对阿尔茨海默病等非传染性疾病的疫苗，正在打开全新的治疗大门。而人工智能的加入，让疫苗研发如虎添翼，未来或许真能实现“一苗防百病”的梦想。

一、 从“人痘”到mRNA：一部疫苗的进化史

说起疫苗的起点，得回到1798年。爱德华·詹纳医生发现，挤奶女工感染温和的牛痘后，就能神奇地抵抗致命的天花。他大胆地给一个8岁男孩接种了牛痘脓液，成功验证了这个想法。这堪称人类免疫学的第一次“黑客行为”——用弱毒版本提前训练免疫系统。时间快进到1885年，路易·巴斯德用减毒活疫苗成功防治了狂犬病，现代疫苗学的大幕正式拉开。此后的百年，科学家们像解锁不同武器一样，开发出灭活疫苗、类毒素疫苗和多糖结合疫苗，将白喉、破血风、小儿麻痹症等曾经令人闻风丧胆的疾病逐一关进笼子。

图1：世界卫生组织纪念天花被根除的海报

1979年10月，人类终于战胜了这个古老的恶魔。来源：真正的技术爆炸发生在21世纪。2020年，COVID-19疫情席卷全球，mRNA疫苗以前所未有的速度横空出世。这种疫苗不用病毒本身，只递送一段编码病毒刺突蛋白的“设计图”（mRNA），让人体细胞自己生产抗原，从而激发免疫。它把疫苗研发从“十年磨一苗”带入了“数字快车道”。

二、 疫苗“全家福”：看看科学家都有哪些法宝

现在的疫苗技术，简直像个琳琅满目的工具箱。每种工具都有其独门绝技，适用于不同的“敌人”。最经典的是减毒活疫苗，比如预防麻疹、腮腺炎、风疹的MMR疫苗。它用的是被“驯化”到无力致病的活病毒，能模拟一次轻微的天然感染，免疫效果通常很持久。但它的“脾气”也大，需要严格的冷链保存，免疫力低下的人群还需谨慎使用。

表1：不同类型的疫苗平台及其原理概览

灭活疫苗就更“老实”了，病毒已经被物理或化学方法彻底杀死，完全没有复制能力，安全性极高。像传统的流感灭活疫苗就是这种类型。不过，它往往需要多次接种或添加“助燃剂”来增强效果。亚单位疫苗和重组蛋白疫苗则走“精准打击”路线。它们不直接用整个病毒，只提取或合成病原体上最关键的抗原部分，比如乙肝疫苗用的就是病毒表面抗原。杂质少，不良反应自然也少。而这次疫情中的明星——mRNA疫苗和病毒载体疫苗，属于新一代的“信息战”疫苗。它们不递送抗原蛋白，而是递送制造抗原的“遗传指令”。腺病毒载体疫苗像个特洛伊木马，把基因指令送进细胞；而mRNA疫苗则像一份即用即弃的加密电报，指导细胞工厂生产抗原后迅速降解。

三、 战场实录：疫苗如何与病毒细菌过招

疫苗的战场无处不在。面对病毒，策略各有不同。流感病毒是个“变装高手”，每年通过抗原漂移换马甲，所以流感疫苗也得年年更新配方。研发HIV疫苗则像在解一道世界级难题，科学家正尝试用mRNA技术诱导产生能识别多种毒株的广谱中和抗体。

表2：1970-2021年间FDA批准的部分病毒疫苗

细菌也不省油。像肺炎球菌，以前用单纯的多糖疫苗对婴幼儿效果不好，科学家灵机一动，把多糖“绑”在一种蛋白质载体上，做成了多糖结合疫苗，成功解决了这个问题。还有反复发作的尿路感染，一种含有多种灭活细菌的口服疫苗MV140，显示出了长期预防的潜力。

表3：1970年以来FDA批准的部分细菌疫苗

说到最近的战绩，呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗的突破值得一书。几十年来的研发屡屡受挫，直到科学家发现，病毒融合前状态的F蛋白才是激发有效抗体的关键。基于此设计的疫苗，在老年人中取得了显著的保护效果。

四、 降维打击：当疫苗瞄准了癌症

这才是最让人热血沸腾的部分——疫苗正在成为对抗癌症的“特种部队”。传统的HPV疫苗和乙肝疫苗，通过预防病毒感染，从源头上切断了相关癌症的发生，这叫预防性癌症疫苗。但更大的看点在于治疗性癌症疫苗。它的思路很“叛逆”：教会免疫系统识别并攻击已经存在的癌细胞。难点在于，癌细胞本就源自自身，善于伪装和抑制免疫。不过，新技术带来了曙光。个性化mRNA癌症疫苗是当下的顶流。通过对患者肿瘤进行测序，找出其特有的突变（新抗原），然后像“私人订制”一样，为每个患者合成专属的mRNA疫苗。

图2：当前使用的各类疫苗平台示意图

早期临床试验结果令人鼓舞。在胰腺癌、黑色素瘤等领域，这种个性化疫苗与免疫检查点抑制剂联用，显著延长了患者的无复发生存期。科学家还在追求一种“通用型”癌症疫苗，比如靶向在多种癌症中常见的KRAS基因突变。这就像找到了许多癌细胞共有的“阿喀琉斯之踵”。

图3：针对肿瘤抗原的mRNA疫苗开发与生产步骤

五、 未来已来：AI与训练免疫，下一站是传奇

疫苗的未来，充满了科幻感。人工智能正在成为顶尖的“疫苗设计师”。像Evaxion公司的EDEN平台，能在几十小时内从细菌基因组中筛选出最佳的疫苗候选抗原，大大缩短了传统需要数年的研发流程。AI甚至被用于设计个性化的癌症疫苗，预测哪些新抗原最能激起有效的T细胞反应。另一个颠覆性的概念是训练免疫。传统认为只有适应性免疫有记忆，但研究发现，先天免疫细胞也能被“训练”。比如，接种某些疫苗后，先天免疫细胞会进入一种“高警备”状态，不仅能更好地对抗原靶标，甚至能增强对其它无关病原体的防御。这相当于给免疫系统做了一次全面的“体能升级”。

图4：自然感染、疫苗诱导免疫与训练免疫的应答路径对比

更脑洞大开的探索已经开始了。科学家正在研发针对阿尔茨海默病β-淀粉样蛋白的疫苗，试图用免疫系统来清除大脑中的“垃圾”。甚至还有研究通过靶向衰老细胞特有的抗原，来开发抗衰老疫苗，听起来是不是像打开了长寿的密码？结语回望疫苗的历程，从詹纳的灵光一现，到如今mRNA、AI设计、癌症治疗的多点开花，这不仅仅是一部技术编年史，更是一部人类勇气与智慧的赞歌。疫苗的形态在变，战场在变，但其内核始终未变：那就是利用我们身体最精妙的防御系统，主动出击，防患于未然。下一次当你听到疫苗新闻时，或许可以会心一笑，知道那小小的针剂背后，是一个正在不断拓展边界、充满无限可能的宏大世界。

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撰写| 药时空

校稿| Gddra编审| Hide / Blue sea

编辑 设计| Alice