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疫苗

疫苗

疫苗（vaccine）是能够诱导机体产生特异性免疫应答的生物药物制剂，疫苗接种人体后可刺激免疫系统产生特异性体液免疫和（或）细胞免疫应答，使人体获得对相应病原微生物的免疫力。

中国早在赵恒时期（968~1022年）已经开始种痘预防天花，医者从天花病人身上取痘液接种至健康人，以避免罹患天花。1796年，英国医生Edward Jenner（1749~1823年）从感染牛痘的挤奶女工痘疱中取疮浆，接种于一名8岁男童手臂上，结果发现该男孩未因感染天花死亡。从19世纪末至20世纪初，科学家们研制了卡介苗、炭疽病疫苗、狂犬疫苗，有效控制了此类烈性传染病，拯救了无数生命，使人类平均寿命大大延长。1986年，应用基因工程制备的乙型肝炎病毒（HBV）表面抗原获得成功。按照组成成分和生产工艺，疫苗可分为灭活疫苗、减毒活疫苗、亚单位疫苗、基因工程重组蛋白疫苗、其他类疫苗。

疫苗的组成包括：具有保护性的抗原（抗原,Ag）（如蛋白质、多糖等），免疫佐剂（adjuvant），或疫苗佐剂-传递系统（VADS）（如脂质体、乳剂等），其他辅料（如冻干保护剂、防腐剂等）。禁忌证有妇女妊娠期、发热、过敏性体质等。

主要构成

疫苗组成包括：具有保护性的抗原（抗原,Ag）（如蛋白质、多糖等），免疫佐剂（adjuvant），或疫苗佐剂-传递系统（VADS）（如脂质体、乳剂等），其他辅料（如冻干保护剂、防腐剂等）。

抗原

抗原是指能刺激机体产生免疫应答反应的物质。抗原具有免疫原性（immunogenicity）及免疫反应性（immunoreactivity）。抗原免疫原性是指抗原具有刺激机体免疫细胞，刺激其活化、增殖、分化，最终产生免疫效应物质（抗体和致敏淋巴细胞）的特性。抗原免疫反应性是指抗原具有与相应免疫效应物质（如抗体、致敏淋巴细胞）特异性结合进而诱导产生免疫效应的特性。通常将仅有免疫反应性而缺乏免疫原性的物质称为半抗原。

佐剂

佐剂是指能非特异性地激活机体固有免疫系统，改善疫苗诱导机体产生抗原特异性免疫应答的物质。佐剂增强免疫应答的机制被认为可能是：①延长抗原在机体内的保留时间；②增强APC（抗原提呈细胞）对抗原的摄取及提呈作用；③刺激免疫细胞产生特定细胞因子，改善免疫反应。最常用于人体的疫苗佐剂是铝盐（氢氧化铝或磷酸铝），近年来，新型佐剂分子尤其是疫苗佐剂传递系统（VADS）得到迅速发展，一些已经应用于临床，如MF59、AS等。

动物疫苗最常用的佐剂是：弗氏完全佐剂（Freund's Complete Adjuvant，FCA）和弗氏不完全佐剂（Freund's incomplete adjuvant，FIA）。FCA由矿物油、羊毛脂和热灭活结核分枝杆菌组成，而FIA只含有石蜡油和羊毛脂，缺少灭活结核分枝杆菌组成。

作用原理

疫苗发挥作用一般包括激活两大类免疫系统：固有免疫系统（innate immune system）和适应免疫系统（adaptive immune system）。固有免疫系统组成包括表面屏障（如皮肤、黏膜、内皮细胞等）、体液（如唾液、黏液、汗液等）、溶解酶、补体系统、非抗原提呈白细胞（中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、自然杀伤细胞，以及黏膜与组织中肥大细胞等）、抗原提呈白细胞（树突细胞、巨噬细胞、朗格罕斯细胞等）等。就疫苗诱导免疫应答而言，固有免疫系统主要参与反应的成分为各类细胞，尤其是抗原提呈细胞（抗原presenting cells，APC）。适应免疫系统组成仅仅包括两种细胞：T细胞、B细胞。

疫苗接种后，疫苗中抗原（在佐剂，如铝盐，增强作用下），被固有免疫系统抗原提呈细胞（APC）捕获摄取入胞内，随后（在溶酶体内Caspase-3的作用下）降解为蛋白片段，其中表位（epitope）部分结合于MHC分子，表达于细胞表面，APC即处于激活状态而分泌细胞因子，此阶段即激活固有免疫系统。APC-MHC-epitope随后与T细胞表面的T细胞受体（TCR）结合，同时诱导T细胞表面相关受体（如CD4+T细胞CD28、CD8+T细胞CD137）与APC表面对应配体结合、相互作用，释放多种细胞因子，促使T细胞分化、增殖，一部分成熟为抗原特异性CD4+T细胞（T辅助细胞）或CD8+T细胞（细胞毒性T细胞，CTL，cytotoxicity T lymphocyte）；另一部分分化为记忆性T细胞。CTL可以识别被病原体感染的细胞，与其结合并释放致孔素及颗粒酶，导致感染细胞裂解，终止胞内病原体的复制与增殖。另外，B细胞表面的B细胞受体（BCR）与抗原结合后即被激活，继而与活化的CD4+T细胞结合、相互作用而被进一步激活，一部分分化成熟、增殖为浆细胞，分泌抗原特异性抗体，以中和表达相同抗原的病原体；而另一部分活化B细胞分化为记忆性B细胞。在这些复杂免疫反应过程中，有多种细胞因子（如各种干扰素、白介素）参与促进相关细胞分化、增殖。由此，机体由于接种疫苗而产生抗原特异性免疫，预防或消除病原体侵害。

概括而言，即疫苗抗原刺激机体免疫系统，产生特异性免疫保护物质，如特异性抗体、细胞毒性T细胞及细胞因子等，并形成免疫记忆；当机体再次接触到含有相同抗原病原体时，机体免疫系统便被迅速激活，产生保护物质，应对病原体入侵。这样，接种者获得病原体特异性的免疫力，避免遭到系统病原体的侵害。

禁忌证

某种疾病或处于某种特殊健康状态下的个体，接种疫苗后会增加发生严重不良反应的风险，为避免这类不良反应的发生，在各种疫苗说明书中，都比较具体地规定了当个体存在某种疾病或处于某种特殊生理状态时不能或暂时不能接种疫苗，这就是接种疫苗的禁忌证。当有禁忌证存在时，不应接种相应的疫苗。在有禁忌证的情况下接种，产生的副反应可能给受种者造成严重的伤害，医生应该及时识别并避免为有禁忌证的个体接种相关疫苗。大多数禁忌证都是暂时的，当疾病（如急性传染病）恢复或特殊生理状态（如妊娠等）不存在时，可以补种疫苗。因此，禁忌证可分为一般（相对）禁忌证和特殊（绝对）禁忌证两类。不同疫苗的特殊禁忌证有所不同。

一般禁忌证

一般禁忌证又称为慎用证，是指对接种各种疫苗都属于禁忌，如患各种急性传染病、高热，严重的心脏病、高血压病，肝、肾疾病，活动性结核、活动性风湿病，哮喘等。以上情况不能接种疫苗或需待症状缓解、恢复健康后，在医生的指导下进行免疫接种。一般禁忌证包括某些生理状态和病理状态两种不同的情况。

1.生理状态

1.妇女妊娠期：在妊娠早期接种风疹、水痘等减毒活疫苗，理论上有引起胎儿畸形的可能性。

2.最近曾进行被动免疫者：最近4周曾注射过免疫球蛋白或被动免疫抑制剂者，为防止被动抗体的干扰，应推迟减毒活疫苗的免疫接种。

3.有既往病史者：患过某种传染病，可获得较长期的病后免疫，在近期内可不予接种相应的疫苗。

2.病理状态

1.发热：除一般的呼吸道感染外，发热很可能是某些传染病的先兆。接种疫苗后可以加剧发热性疾病，且有可能错把发热性疾病的临床表现当作疫苗反应而妨碍了以后的免疫接种。因此，正在发热，特别是高热的人，应暂缓接种疫苗。

2.急性传染病的潜伏期、前驱期、发病期：除可以进行应急接种的疫苗外，其他传染病在潜伏期、前驱期接种疫苗，可能诱发、加重原有疾病；在发病期接种亦可能会加重病情。

3.过敏性体质：有过敏性体质的人接种疫苗，常可能引起过敏性反应，对有过敏性体质、支气管哮喘、荨麻疹、血小板减少性紫癜、食物过敏史者，在接种疫苗前应详细了解过敏原，属于含有该过敏原的疫苗不应予以接种，不含该过敏原的疫苗可予接种。

4.重症慢性疾患：如活动性肺结核、心脏代偿功能不全、急慢性肾病糖尿病、高血压病、肝硬化、血液系统疾病、活动性风湿病、严重化脓性皮炎等患者，接种局部有严重皮炎、牛皮癣、湿疹的患者，接种疫苗后可能加重原有病情或使反应加重，应暂缓接种；对于患有上述疾病，病情已长期稳定者，可以正常接种疫苗。

5.神经系统疾病和精神病：神经系统疾病或精神疾病处于未稳定状态，如癫痫发作期、进行性神经系统疾病等。

6.严重营养不良：尤其是1岁以下的婴儿严重营养不良、严重佝偻病、消化功能紊乱及障碍者需要治疗期间。

特殊禁忌证

特殊禁忌证是根据疫苗的性质，对某一种疫苗所规定的专门禁忌证，但对其他疫苗并不是禁忌证。不同疫苗的特殊禁忌证也有所不同。如怀孕初期不能接种风疹疫苗、流行性腮腺炎疫苗等；急性胃肠道疾病者、慢性胃肠道活动期，不宜口服脊髓灰质炎减毒活疫苗；患有湿疹等严重皮炎的人，不宜接种卡介苗；有免疫功能低下或缺陷的人，不能接种减毒活疫苗。

1.减毒活疫苗的禁忌证。凡患有免疫缺陷病、白血病、淋巴瘤、恶性肿瘤及应用皮质类固醇、烷化剂，抗代谢药物或放射治疗、脾切除而使免疫功能受到抑制者，因不能完全控制所接种疫苗病原体的繁殖，减毒活疫苗能够引起严重甚至致死性的反应。常见的减毒活疫苗包括：卡介苗、口服脊髓灰质炎减毒活疫苗、水痘疫苗、麻腮风联合减毒活疫苗、甲型病毒性肝炎减毒活疫苗、流行性乙型脑炎减毒活疫苗、轮状病毒疫苗、黄热病疫苗等。虽然尚无证据表明接种任何减毒活疫苗（包括风疹疫苗）会导致新生儿出生缺陷，但由于理论上存在可能性，因此不应给孕妇接种减毒活疫苗。

2.接种前过敏试验证明为敏感者或处于传染期者，如结核菌素试验阳性者不适宜接种卡介苗，锡克试验阴性者不需接种白喉疫苗。

注意事项

预防接种前告知和健康状况询问

1.为防止发生接种疫苗引起的严重不良反应，关键是预防接种工作人员在实施接种前对受种者进行筛检。接种工作人员在接种疫苗前应对每名受种者进行禁忌证和慎用证的筛检，可通过健康状况询问初步确定受种者是否可以接种，见下图。

2.受种者健康状况不合适接种的，应暂缓接种并提出医学建议。

3.受种者或其监护人自愿选择预防接种免疫规划疫苗同品种的非免疫规划疫苗时，接种单位应告知接种疫苗的品种、作用、禁忌、可能出现的不良反应、费用承担及预防接种异常反应补偿方式等。

预防接种操作

1.严格执行“三查七对一验证”制度，核对无误后实施疫苗接种。

2.接种注射类疫苗，确定接种部位时应避开瘢痕、硬结、皮肤炎症及病变处，由内向外螺旋方式用75%乙醇棉球对局部进行皮肤消毒，涂擦直径\u003e5cm，局部晾干后立即接种。

疫苗佐剂及佐剂-递送系统

疫苗最常用的接种途径是肌内或皮下注射，因此疫苗通常被制成液体注射剂。需要多次使用的疫苗，通常会在制剂处方中加入防腐剂。疫苗抗原为不稳定蛋白或糖蛋白，为防止抗原降解并保证其效能，可以通过冻干制备为碘化钠制剂。疫苗制剂制备、贮存、运输及使用过程中，通常需要冷藏链来保证疫苗效价。

亚单位疫苗仅使用病原体抗原，成分确定，安全性高，一直备受瞩目。亚单位疫苗通常需要加入佐剂，提高免疫原性，而铝盐是临床应用最广泛的佐剂。然而，单纯佐剂难以有效激活免疫系统，或者难以激活期望的免疫应答类型，或者难以将疫苗传递至有效部位。例如，有的佐剂仅能够激活体液免疫形成抗体，有的无法激活免疫系统产生黏膜免疫。由此，研究者将疫苗抗原与佐剂成分进一步与载体结合，形成疫苗佐剂-传递系统（vaccine adjuvant-delivery system，VADS），兼具佐剂与靶向传递功能，大大增强疫苗效力。

铝盐（氢氧化铝、磷酸铝等）是1926年开始用作疫苗佐剂，是单一成分佐剂，也是第一个疫苗佐剂，迄今已使用近一个世纪。但铝盐佐剂疫苗一般只能诱导机体产生抗体，难以诱导细胞免疫产生细胞毒性T淋巴细胞（CTL）。铝盐佐剂作用机理也并不清楚，一些观点认为：①铝盐作为抗原递送载体，在接种部位形成贮库，使抗原持续释放；②铝盐破坏细胞，导致胞内成分释放，激活免疫反应；③铝盐进入细胞激活免疫通路，如NALP3 inflammasome；④铝盐细胞膜磷脂结合，改变细胞膜分子排列，等等。

鉴于单一成分佐剂不足，近年来研究者大力发展疫苗佐剂-传递系统（VADS）。新型疫苗佐剂-传递系统（VADS）多为佐剂分子结合纳米载体。研发成功的VADS包括：乳剂，如MF59®；脂质体，如AS01®；脂质纳米粒，如ISCOM®；病毒样颗粒（VLP），如virosome等。这些VADS能够将疫苗传递至APC（抗原提呈细胞），同时激活机体固有免疫系统；APC摄取抗原后，再以MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱ形式提呈含有抗原部分多肽序列及抗原表位（epitope），产生抗原特异性抗体或CTL。与单一成分佐剂相比，VADS能够提高疫苗接种效力，并产生全面的抗原特异性免疫。

近年来，疫苗非侵害性接种方式，如经鼻给药、肺部给药、经皮给药、口服及口腔接种，也得到了广泛研究。一些非注射疫苗，例如，已经应用于临床，由于能够实现无痛接种疫苗，因此很受欢迎。

疫苗制备

不同种类疫苗制备方法各异，在此列举重组乙型肝炎亚单位疫苗的制备。乙型病毒性肝炎是由乙型肝炎病毒（HBV）感染导致的疾病。HBV传播途径主要包括母婴传播、血液传播，以及体液传播，人类主要感染期为5岁以下年龄段。据WHO数据显示，2019年全球HBV长期携带者（HBsAg+）约为2.96亿，每年新增约150万感染者。中国约有8700万HBV长期携带者，全球占比超过1/3。HBV疫苗为重组亚单位疫苗，是人类制备最成功的疫苗之一，预防感染效率超过95%。WHO制定了2030年全球消除乙型肝炎健康威胁的总体目标，接种HBV疫苗是实现这一目标的重要保障。

重组乙肝疫苗主要分为酵母（酿酒酵母和甲基营养型酵母）以及中国仓鼠卵巢细胞（Chinese hamster ovary cell，CHO）表达疫苗。

现在介绍由重组酿酒酵母表达乙型肝炎病毒表面抗原（HBsAg）经纯化，加入铝佐剂制成的重组乙型肝炎疫苗（recombinant 肝炎 B vaccine）。

制备方法

重组菌种

HBV疫苗生产用菌种为核酸重组技术构建的表达HBsAg的重组酿酒酵母原始菌种。

生产用菌种

构建的重组原始菌种经扩增1代为主种子批，主种子批扩增1代为工作种子批（种子批建立及检定应符合《生物制品生产检定用菌毒种管理规程》规定）。

（1）培养物纯度：培养物接种于哥伦比亚血琼脂平板和酶化大豆蛋白琼脂平板，分别于20~25℃和30~35℃培养5~7天，应无细菌和其他真菌被检出。

（2）HBsAg基因序列测定：HBsAg基因序列应与原始菌种保持一致。

（3）质粒保有率：采用平板复制法检测。将菌种接种到复合培养基上培养，得到的单个克隆菌落转移到限制性培养基上培养，计算质粒保有率，应不低于95%。

（4）活菌率：采用血细胞计数板，分别计算每1mL培养物中总菌数和活菌数，活菌率应不低于50%。

（5）抗原表达率：取种子批菌种扩增培养，采用适宜的方法将培养后的细胞破碎，测定破碎液的蛋白质含量，并采用酶联免疫法或其他适宜方法测定HBsAg含量。抗原表达率应不低于0.5%。

（6）菌种保存：主种子批和工作种子批菌种应于液氮中保存，工作种子批菌种于-70℃保存应不超过6个月。

原液制备

（1）发酵：取工作种子批菌种，于适宜温度和时间经锥形瓶、种子罐和生产罐进行三级发酵，收获的酵母菌应冷冻保存。

（2）纯化：用细胞破碎器破碎酿酒酵母，除去细胞碎片，以硅胶吸附法粗提HBsAg，疏水色谱法纯化HBsAg，用硫氧酸盐处理，经稀释和除菌过滤后即为原液。

（3）原液保存：于2~8℃保存不超过3个月。

半成品制备

（1）甲醛处理：原液中按终浓度为100μg/mL加入甲醛，于37℃保温适宜时间。

（2）铝吸附：每1份蛋白质和铝剂按一定比例置2~8℃吸附适宜的时间，用无菌生理氯化钠溶液洗涤，去上清液后再恢复至原体积，即为铝吸附产物。

（3）配制：蛋白质浓度为20.0~27.0μg/mL的铝吸附产物与铝佐剂等量混合后，即为半成品。

成品制备

所配制的半成品应按照“生物制品规程”规定进行相应的分批、分装及冻干后包装。

检定要求

原液检定

（1）特异蛋白带：采用还原型SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法（SDS-PAGE），分离凝胶浓度为15%，上样量为1.0μg，银染法染色。应有相对分子质量为20~25kD的蛋白带，可有HBsAg多聚体蛋白带。

（2）端氨基酸序列测定：用氨基酸序列分析仪测定，M端氨基酸序列应为Met-Glu-Asn-Ile-Thr-Ser-Gly-Phe-Leu-Gly-Pro-Leu-Leu-VALLeu。

（3）纯度：采用免疫印迹法测定，所测供试品中酵母杂蛋白应符合标准的要求；采用高效液相色谱法，亲水硅胶高效体积排阻色谱柱，排阻极限100kD，孔径45nm，流动相为含0.05%叠氮钠和0.1%SDS磷酸盐缓冲液（pH7.0），上样量100mL，检测波长280nm。按面积归一法计算P60蛋白质含量，杂蛋白应不高于1.0%。

半成品的检定

（1）吸附完全性：结果应不低于95%。

（2）硫氤酸盐含量：结果应小于1.0pg/mL。

（3）曲拉通X-100含量：结果应小于15.0pg/mL。

成品的检定

（1）鉴别实验：采用酶联免疫法检查，应证明含有HBsAg。

（2）外观：应为乳白色混悬液体，可因沉淀而分层，易摇散，不应有摇不散的块状物。

（3）pH：应为5.5~7.2。

（4）铝含量：应为0.35~0.62mg/mL。

质量控制

疫苗制剂必须按照《生物制品规程》的要求对其进行严格的质量检定，以保证制品安全有效。规程中对每个制品的检定项目、检定方法和质量指标都有明确的规定，一般可分为物理化学检定、安全检定和效力检定三方面。

理化检定

主要是为了检测疫苗中有效成分和有害成分，包括物理性状检查、蛋白质含量测定、防腐剂含量测定、纯度检查及其他一些项目的测定，以及防腐剂、溶剂如苯酚、三氯甲烷、甲醛等物质含量限制检查。

蛋白质含量测定常用方法有微量凯氏（Kjeldahl）定氮法、Lowry法（酚试剂法）和紫外吸收法等。

纯度检查常用方法有电泳和层析，一般真核生物表达多次使用产品，要求纯度达98%以上，原核生物表达多次使用产品，纯度达95%.

其他氢氧化铝含量测定、冻干制品中残余水分含量直接影响制品的质量和稳定性。

安全性检定

疫苗制品的安全性检查主要包括三方面的内容：①菌、毒种和主要原材料的检查；②半成品检查，主要检查对活菌活毒的处理是否完善，半成品是否有杂菌或有害物质的污染，所加灭活剂、防腐剂是否过量等；③成品检查，必须逐批按规程要求，进行无菌实验、纯毒实验、毒性实验、热原实验及安全实验等检查，以确保制品的安全性。

效力检定

疫苗效力检定一般采用生物学方法，以生物体对待检品生物活性反应为基础，运用特定的实验设计，通过比较待检品与标准品在一定条件下所产生的特定产物、反应剂量间的差异，以统计学方法分析测得待检品的效价。效力检验条件要求：实验方法与人体使用大体相似；所用实验动物标准化；实验方法简单易行，重复性好；结果明确，能与流行病学调查结果基本一致。一般所采用的效力测定方法有动物保护力检验（或称免疫力检验）、疫苗效力测定、血清学实验等。

动物保护效力实验是指将疫苗免疫动物后，再用同种的野毒或野菌攻击动物，从而判定疫苗的保护水平，这种方法可直接观察到疫苗的免疫效果，较之测定疫苗免疫后的抗体水平要更好。

疫苗效力测定包括活菌苗测定和活病毒滴度测定。活菌苗多以制品中抗原菌的存活数表示其效力，将一定稀释度的菌液涂布接种于适宜的平皿培养基上，培养后计算菌落数，计算活菌率（%）；活病毒疫苗多以病毒滴度来表示其效力，常用50%组织培养法感染量（CCID₅₀）表示，将疫苗做系列稀释后，各稀释度取一定量接种于传代细胞，培养后检测CCID₅₀。

血清学实验是指体外抗原、抗体检验。疫苗免疫动物或人体后，可刺激机体产生相应的抗异性反应。血清学检验包括凝集反应、沉淀反应、中和反应和补体结合反应、快速灵敏的抗原抗体反应（如间接凝集实验、反向间接凝集实验、各种免疫扩散、免疫电泳以及荧光标记、酶标记、同位素标记等高敏感的检测技术等），是疫苗制品的效力检定基本方法。

疫苗制品检定多采用生物学方法测定，检定结果准确性影响因素较多。因此，必须对检定方法进行标准化研究，发展新技术、新方法来提高疫苗制品检定质量。必须指出，疫苗制品的质量取决于生产环节，只有对生产过程实施全面的质量管理，才能有效保证疫苗质量水平。

历史发展

疫苗的产生是人类医学史上最具里程碑意义的事件之一。人类生存史即为一部同疾病和自然灾害作斗争的历史，而战胜由微生物感染引发的传染性疾病，就是其中重要组成部分。通过接种疫苗经济而有效地防治传染性疾病，也是人类取得的最重要医学成就之一。

中国早在赵恒时期（968~1022年）已经开始种痘预防天花，医者从天花病人身上取痘液接种至健康人，以避免罹患天花。1796年，英国医生Edward Jenner（1749~1823年）从感染牛痘的挤奶女工痘疱中取疮浆，接种于一名8岁男童手臂上，结果发现该男孩未因感染天花死亡。这证明种痘可以使人获得相应免疫力来抵御相关感染，使得医学界开始认识到接种疫苗能够有效预防传染性疾病。从此，人类拉开了现代疫苗发展的宏伟序幕。

减毒活疫苗技术与灭活疫苗技术-现代疫苗发展开端

18世纪后期，Edward Jenner采用具有相似抗原的非致病微生物作为疫苗预防烈性病原体感染，标志着人类开始步入近代疫苗学时代。19世纪后期，法国科学家Louis Pasteur（1822~1895年）不仅证明了微生物病因学，还建立了通过培养微生物制备灭活疫苗及通过微生物传代培育制备减毒疫苗。1879年，Pasteur通过研究发现，鸡霍乱及炭疽疾病由微生物病原体感染引起，后者同时被德国微生物研究科学家Robert Koch（1943~1910）证实。1885年，Pasteur通过连续传代培养降低毒力，制备了狂犬病（rabies）减毒疫苗，成功挽救了3名被狗咬伤的狂犬病感染者。之后研究中，Pasteur发现将鸡霍乱弧菌连续培养几代，可以降低毒力，给鸡接种可使鸡获得对霍乱免疫力，由此发明了细菌减毒活疫苗——鸡霍乱疫苗。Pasteur由此建立了接种细菌疫苗可以使受试者不被该病菌感染的免疫学原理，从而奠定了疫苗及免疫学理论基础，被称为免疫学之父。采用类似方法，法国科学家Albert Calmette和Camille Guérin将从母牛身上分离到的牛结核分枝杆菌在含OX胆汁-丙三醇的培养基上连续传代培养，在1921年制备出了卡介苗（Mycobacterium bovis bacille Calmette-Guérin，BCG）预防结核病。从19世纪末至20世纪初，科学家们研制了卡介苗、炭疽病疫苗、狂犬疫苗，有效控制了此类烈性传染病，拯救了无数生命，使人类平均寿命大大延长。1896年，法国科学家Richard Friedrich Pfeiffer（1858~1945）采用热灭活技术制备了伤寒杆菌疫苗，开启了灭活疫苗的发展时代。

蛋白抗原亚单位疫苗技术

从20世纪70年代中期开始，分子生物学迅速发展，使得从事疫苗研究的科学家能够在分子水平上对微生物的基因进行克隆和表达。基因克隆和表达技术可以使微生物抗原能够采用细菌或细胞大量表达。这为发展以单纯蛋白为抗原，因而安全性得到大大提升的亚单位疫苗奠定了基础。1986年，应用基因工程制备的乙型肝炎病毒（HBV）表面抗原获得成功，标志着更加安全的亚单位疫苗时代的到来。采用基因重组蛋白表达工程，研究人员加入新型佐剂或疫苗佐剂传递系统（VADS），成功开发出了一些疗效显著、安全、稳定的亚单位疫苗，包括甲型病毒性肝炎病毒疫苗、单纯疱疹病毒疫苗、人乳头状瘤病毒疫苗、新型冠状病毒疫苗、流感疫苗，以及代表最高水平的疟疾亚单位疫苗（Mosquirix®）等。

重组病毒载体疫苗技术

基因重组技术可以在基因水平上对非致病病毒进行改造，使其表达病原体抗原，从而制备出另一类活疫苗——重组病毒载体疫苗。例如，研究人员开始采用重组病毒载体制备HIV疫苗，但多年尝试至今未果。2019年年底，Merck制药公司以重组囊泡口炎病毒（recombinant vesicular stomatitis 病毒）上市了埃博拉疫苗Ervebo®（或rVSV-ZEBOV），有效地控制了高致死率的传播。Ervebo®是第一个成功上市的重组病毒载体疫苗（recombinant viral vectored vaccine）。2020年8月，俄罗斯研发的新型冠状病毒疫苗Sputnik-V®在该国批准上市。2021年1月，牛津大学阿斯利康（Oxford/AstraZeneca）Vaxzevria®（ChAdOx1-S）疫苗欧盟批准上市。2021年3月，强生杨森Ad26.COV2.S新冠病毒疫苗欧盟批准上市，标志着重组病毒载体疫苗开始广泛应用于人类接种。

核酸疫苗技术

欧盟于2020年11月批准了辉瑞公司 BioNTech两家合作公司mRNA新冠疫苗（Comirnaty®），以及2020年12月批准了莫德纳公司mRNA新冠疫苗（后来冠以商品名莫德纳2019冠状病毒病疫苗®），可以在紧急情况下接种，以防控新冠疫情，标志着mRNA疫苗时代的到来。2021年11月，印度批准了Zydus Cadila公司研发ZyCoV-D新冠疫苗，以应对新冠疫情。这是第一种上市的允许在紧急情况下接种的DNA疫苗。总体来说，核酸疫苗具有制备迅速、无需病原体、效力强大、研发周期较短等优点。

反向疫苗学技术

反向疫苗学（reverse vaccinology）是从全基因水平分析筛选具有激活保护性免疫反应的候选抗原。反向疫苗学是基因组学、蛋白组学、微生物学、分子生物学、计算机信息科学等诸多学科快速发展及综合应用的结果。

2000年人类基因组测序完成，标志着人类进入了基因组时代。与此同时，生物科学从基因组学（genomics）到蛋白质组学（proteomics）的新研究模式逐步形成。疫苗研究也由过去从表型分析入手的思维方式，开始转变为从全基因组水平筛选具有保护性免疫反应的候选抗原。这种以基因组分析为基础的疫苗发展策略，即为反向疫苗学（reverse vaccinology）。它采取大规模、高通量、计算机自动化分析的研究方法，可以在短期内同时完成大量候选抗原的克隆表达和提纯，为过去用传统疫苗学方法研究失败而不得不放弃的那些疑难疫病的疫苗发展提供了一条新的途径，为快速制备新型疫苗奠定了基础。反向疫苗学应用其典型的例子，即为新冠（COVID-19）疫情刚开始爆发时，研究人员以病毒基因组分析手段，采用计算机信息技术快速设计并制备出mRNA疫苗，最终在短短1年内该疫苗完成临床实验及获批上市，为新冠疫情防控提供了有力手段。

基因组测序和分析已经获得了飞速发展，许多病原菌完成了基因组序列的测定，为研究新型疫苗防控各种感染性疾病开辟了道路。反向疫苗学优点在于，不用体外培养病原体就能筛选出具有良好免疫原性的保护性抗原。与传统方法相比，采用反向疫苗学发展疫苗具有更快捷、更经济、更安全等特点，未来将成为发展疫苗的重要手段。

参考资料

科普时间 | “全国儿童预防接种日”：“打疫苗防疾病保健康”.科普巴州.2025-04-27

分类

按组成成分和生产工艺分类

灭活疫苗

减毒活疫苗

亚单位疫苗

基因工程重组蛋白疫苗

其他类疫苗