新冠疫苗為什么還不來

袁越

簡(jiǎn)單的牛痘苗與復(fù)雜的疫苗

天花疫苗的出現(xiàn)，把人類慣壞了。

全世界公認(rèn)的第一款天花疫苗——牛痘苗，是由英國(guó)醫(yī)生愛德華·琴納在18世紀(jì)末發(fā)明的，距今已有200多年的歷史。根據(jù)古籍記載，中國(guó)人甚至早在宋朝時(shí)就開始嘗試用“人痘”接種法來預(yù)防天花。這兩件事讓不少人產(chǎn)生了錯(cuò)覺，以為疫苗很容易制造。

一個(gè)簡(jiǎn)單的解釋是：老祖宗們太幸運(yùn)了！天花疫苗的出現(xiàn)是各種巧合的結(jié)果，古人只要膽子夠大就可以了。可惜的是，這樣的巧合在歷史上只出現(xiàn)過一次，后來的人類就沒有這么好的運(yùn)氣了。所以我們必須先努力把疫苗的作用機(jī)理搞清楚，才能制造出像天花疫苗這么好用的疫苗。

疫苗的原理說起來并不復(fù)雜，它利用了人體免疫系統(tǒng)的記憶功能，通過接種的辦法讓免疫系統(tǒng)誤以為自己正在受到某種病原體的攻擊，從而記住這個(gè)病原體的樣子，并對(duì)未來可能發(fā)生的同類型感染做好準(zhǔn)備。這與各國(guó)進(jìn)行國(guó)防軍事演習(xí)的道理是一樣的。

問題在于，想讓免疫系統(tǒng)形成記憶是需要很多先決條件的，這些條件為疫苗的研發(fā)制造了很多困難。下面就以病毒為例，解釋一下這些條件是如何影響疫苗制造的。

首先，病毒必須始終維持基本的樣貌，否則免疫系統(tǒng)的記憶力就沒有用武之地了。艾滋病疫苗之所以至今未能研制成功，流感疫苗之所以必須每年換一種型號(hào)，就是因?yàn)榘滩〔《竞土鞲胁《镜耐蛔兟侍摺Ｌ旎ú《臼荄NA病毒，突變率很低，所以天花疫苗取得了成功。新冠病毒雖然是RNA病毒，但它自帶一個(gè)糾錯(cuò)系統(tǒng)，所以突變率比較低，至今尚未出現(xiàn)足以改變病毒基本形態(tài)的基因突變。因此，起碼從理論上說，研制新冠疫苗是可行的。

其次，用于接種的疫苗必須達(dá)到一定的量才能激活免疫系統(tǒng)的記憶功能。傳統(tǒng)疫苗通過兩種不同的手段來達(dá)到這個(gè)目的，一個(gè)是滅活疫苗，一個(gè)是減活疫苗。二者各有千秋，且都已是非常成熟的技術(shù)。

所謂滅活疫苗，就是先制備出大量活病毒，再用某種方式（比如用甲醛）將其滅活（殺死），然后把病毒尸體（主要是蛋白質(zhì)外殼）通過注射的方式引入健康人體內(nèi)，以激活人體免疫系統(tǒng)，并使之產(chǎn)生足夠強(qiáng)的記憶力。

因?yàn)榻臃N的是死病毒，其蛋白質(zhì)外殼很容易在人體內(nèi)被降解，從而失去效力，所以滅活疫苗通常需要接種好幾次，有時(shí)還必須添加一些佐劑來增加免疫反應(yīng)的強(qiáng)度，操作起來非常復(fù)雜，對(duì)疫苗的需求量也相當(dāng)大。

再說減活疫苗。其工作原理是，用一株和原來的病毒外觀極其相似，但毒性非常低的病毒株去感染人體，從而使人體獲得針對(duì)高毒性病毒株的免疫力。但在實(shí)際操作中，低毒性病毒株在自然界極其罕見，牛痘幾乎是唯一的例外，所以說古人的運(yùn)氣實(shí)在是太好了。

現(xiàn)在的科學(xué)家們沒有古人那么好的運(yùn)氣，只能先想辦法找到一種合適的動(dòng)物宿主，用人工方式讓其感染病毒，然后一代一代地進(jìn)行篩選，希望能篩到一株像牛痘這樣的低毒性病毒株。這個(gè)過程很費(fèi)時(shí)間，還不一定能成功，風(fēng)險(xiǎn)很大。不過，一旦成功，剩下的事情就好辦多了，只要把這種減活病毒直接制成疫苗就可以了。其接種過程相當(dāng)于一次輕癥感染，病毒會(huì)在人體內(nèi)繼續(xù)繁殖，持續(xù)對(duì)免疫系統(tǒng)造成刺激，所以通常只需接種一次，對(duì)疫苗的需求量相對(duì)要小一些。

再次，疫苗畢竟只是一次對(duì)身體的“欺騙”，不是真的感染，所以即使人體對(duì)疫苗產(chǎn)生免疫反應(yīng)，生成了相應(yīng)的抗體，也不一定能起到保護(hù)作用，甚至可能有害。所以必須先進(jìn)行大規(guī)模人體試驗(yàn)，才能確定一款疫苗是否可用。

綜上所述，免疫系統(tǒng)的這3個(gè)特征決定了疫苗研發(fā)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，每一步都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和金錢。

疫苗從研發(fā)到使用需要經(jīng)歷一個(gè)漫長(zhǎng)的過程，通常至少要花10年的時(shí)間。目前的疫苗最快研發(fā)速度紀(jì)錄是由埃博拉疫苗保持的，時(shí)間是5年。但這個(gè)紀(jì)錄有點(diǎn)投機(jī)取巧的成分，因?yàn)榘２├咔樵缭?976年就在蘇丹暴發(fā)。那次疫情雖然很快得到控制，但后來在非洲又?jǐn)鄶嗬m(xù)續(xù)地出現(xiàn)過很多次，科學(xué)家們?cè)缬袦?zhǔn)備，前期已經(jīng)進(jìn)行了大量基礎(chǔ)研究，對(duì)這個(gè)病毒的基本特征已有所了解。所以，當(dāng)2013年西非暴發(fā)大規(guī)模埃博拉疫情時(shí)，科學(xué)家們手里已經(jīng)掌握了很多相關(guān)知識(shí)。但即便如此，埃博拉疫苗直到2017年年底才終于被批準(zhǔn)上市，那時(shí)疫情已經(jīng)過去一年了。

總之，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)雖然大大提高了疫苗的效力，但有一個(gè)問題始終沒能很好地解決，那就是時(shí)間。

不過，在各國(guó)科學(xué)家們的努力下，最近出現(xiàn)了多種全新的疫苗技術(shù)，有望在不遠(yuǎn)的將來徹底解決這個(gè)問題。

蛋白質(zhì)疫苗與核酸疫苗

2020年3月16日，一個(gè)名叫詹妮弗·海勒的西雅圖居民在左臂上接受了針劑注射，正式開啟了新冠疫苗的人體試驗(yàn)。第二天，一批來自武漢的志愿者也接受了新冠疫苗人體注射。此時(shí)距離研究人員正式開始疫苗研發(fā)僅僅過去了63天，創(chuàng)下了人類疫苗研發(fā)史上從開始研發(fā)到進(jìn)行人體試驗(yàn)的最快紀(jì)錄。

這個(gè)驚人的紀(jì)錄是如何被創(chuàng)造出來的呢？答案就是技術(shù)創(chuàng)新。老一代疫苗大都是基于蛋白質(zhì)的，操作復(fù)雜，研發(fā)速度緩慢。新一代疫苗則大多是基于核酸的，研發(fā)速度比基于蛋白質(zhì)的快了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

對(duì)外行來說，這兩種方法沒什么區(qū)別，前者似乎還更可控一些。但對(duì)專業(yè)人士來說，兩種方法天差地別，因?yàn)槿祟愐呀?jīng)掌握了很多種操控核酸的技術(shù)手段，但操控蛋白質(zhì)就沒那么得心應(yīng)手了。

用大家熟悉的電影做個(gè)類比：蛋白質(zhì)疫苗相當(dāng)于膠片電影，核酸疫苗相當(dāng)于數(shù)碼電影，雖然最終結(jié)果差不多，但前者剪輯起來非常麻煩，而且很多特效都只能實(shí)拍，耗時(shí)相當(dāng)長(zhǎng);后者只需在電腦上移動(dòng)幾下鼠標(biāo)就可以隨心所欲地修改影像或者加特效了，無論是拍攝速度還是創(chuàng)作空間，都比前者提升不少。

事實(shí)上，新一代疫苗專家們還真就是這么做的。2020年1月10日，中國(guó)科學(xué)家率先測(cè)出了新冠病毒的基因組全序列，并向全世界公布了測(cè)序結(jié)果。得知這一消息后，美國(guó)國(guó)家過敏與傳染病研究所的疫苗專家巴尼·格拉姆博士立刻打開電腦，開始進(jìn)行各種復(fù)雜計(jì)算。3天后，一種針對(duì)新冠病毒的最佳抗原靶點(diǎn)序列便被公布出來。