预防性疫苗

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预防性疫苗(Prophylactic Vaccine),是一种旨在诱导机体产生获得性免疫 (Acquired Immunity) 以预防特定传染病或恶性肿瘤的生物制品。其核心原理是“模拟感染”:将病原体的抗原成分(如减毒病毒、灭活细菌、重组蛋白或编码抗原的 mRNA)引入体内,在不引起疾病的前提下,训练免疫系统识别外来威胁。这一过程激活了 B细胞 产生中和抗体,并诱导长寿命的 记忆B细胞记忆T细胞。当机体未来真正暴露于致病原时,免疫系统能迅速启动“回忆反应”将其清除。除了预防传染病(如麻疹、流感),预防性疫苗在肿瘤学中也具有里程碑意义,如通过预防 HPVHBV 感染,成功阻断了宫颈癌肝细胞癌的发生。

Prophylactic Vaccine
预防性疫苗 (点击展开)
                   [Image:Vaccine_mechanism_memory_cells.png|100px|免疫记忆形成示意图]
核心目标 建立免疫记忆
主要成分 抗原 + 佐剂
技术路线 减毒/灭活/重组/mRNA
起效机制 体液免疫 (主), 细胞免疫
防癌应用 HPV疫苗, 乙肝疫苗
群体效应 群体免疫 (Herd Immunity)
历史鼻祖 Edward Jenner (牛痘)

免疫机制:一场精心策划的“军事演习”

预防性疫苗并不直接杀灭病原体,而是充当“教官”,训练免疫系统识别特定的敌人。

  • 抗原呈递 (The Drill Starts):
    疫苗注射后,其中的抗原(如 HPV 的 L1 蛋白或 新冠的 Spike 蛋白)被局部的抗原呈递细胞 (APC, 如树突状细胞) 摄取。APC 感知到疫苗中的危险信号(由佐剂提供),成熟并迁移至淋巴结。
  • 激活与扩增 (Training):
    在淋巴结中,APC 将抗原呈递给 辅助性T细胞 (CD4+)。活化的 CD4+ T 细胞进一步帮助 B细胞 分化为浆细胞,产生大量针对该抗原的特异性抗体(主要是 IgG)。
  • 建立记忆 (Strategic Reserve):
    这是疫苗成功的关键。初次反应后,大部分效应细胞会凋亡,但一小部分会分化为长寿命浆细胞(归巢至骨髓,持续产生抗体)和记忆B细胞/记忆T细胞。当真实病原体入侵时,这些记忆细胞能以快 10-100 倍的速度爆发式响应,将感染扼杀在摇篮中。
   [Image:Vaccine_primary_vs_secondary_response.png|100px|初次免疫再次免疫反应对比]
疫苗类型 原理与特征 代表药物
减毒活疫苗 活的弱化病原体
优点:模拟自然感染,免疫力持久。
缺点:免疫缺陷者禁用。
卡介苗 (BCG), 麻疹疫苗, 脊灰糖丸 (OPV)
灭活疫苗 死病原体
优点:安全性高。
缺点:免疫原性弱,常需佐剂和多次加强。
脊灰针剂 (IPV), 狂犬病疫苗, 传统新冠疫苗
亚单位疫苗 / 重组蛋白 仅含关键抗原蛋白
利用基因工程表达(如酵母/大肠杆菌)。最安全的路线之一。
乙肝疫苗 (HBsAg), HPV疫苗 (L1 VLP), 带状疱疹疫苗
mRNA疫苗 遗传指令
脂质纳米颗粒 (LNP) 包裹 mRNA,让细胞自己生产抗原。研发速度极快。
Comirnaty (辉瑞/BioNTech), Spikevax (Moderna) - 针对 COVID-19

癌症的一级预防:消灭致癌病毒

HPV 疫苗的胜利

病毒相关肿瘤领域,预防性疫苗取得了巨大成功。

病毒样颗粒 (VLP) 技术:
HPV疫苗(如 Gardasil 9)利用重组的 L1 衣壳蛋白自动组装成空心的“病毒样颗粒” (VLPs)。它们在结构上与真实病毒几乎一模一样,能诱导极高滴度的中和抗体,但内部不含病毒 DNA,绝对安全。接种 HPV 疫苗已使年轻女性的宫颈癌癌前病变发病率下降了 70% 以上。

乙肝疫苗:
全球首个防癌疫苗。通过阻断 HBV 的传播,显著降低了慢性乙肝和随后的肝硬化肝癌发生率。

       学术参考文献与权威点评
       

[1] Jenner E. (1798). An Inquiry into the Causes and Effects of the Variolae Vaccinae.
[学术点评]:医学源头。Edward Jenner 发现接种牛痘可以预防天花,开创了“疫苗接种” (Vaccination) 这一术语,奠定了现代免疫学的基石。

[2] Frazer IH. (2004). Prevention of cervical cancer through papillomavirus vaccination. Nature Reviews Immunology. 2004;4(1):46-54.
[学术点评]:防癌里程碑。Ian Frazer 教授(HPV疫苗发明人之一)详述了 VLP 技术的原理,证明了针对病毒衣壳蛋白的免疫足以阻断病毒进入细胞,从而预防癌症。

[3] Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, et al. (2020). Safety and Efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 Vaccine. New England Journal of Medicine. 2020;383(27):2603-2615.
[学术点评]:mRNA 革命。这是全球首个获批 mRNA 疫苗的 III 期临床结果,证明了 mRNA 技术不仅研发速度极快,而且保护效力极高(>90%),开启了疫苗研发的第三次革命。

           预防性疫苗 · 知识图谱
作用对象 传染病 (天花/流感) • 病毒相关肿瘤 (HPV/HBV)
关键辅料 佐剂 (铝盐/MF59/CpG) • LNP (mRNA递送) • 防腐剂
核心概念 群体免疫冷链运输 • 基础免疫 vs 加强针
对比概念 治疗性疫苗 (如长肽疫苗) • 被动免疫 (抗体输注)