為什么細菌疫苗比病毒疫苗更難研發(fā)？

作為一名與疫苗打了多年交道的行業(yè)人員，我常被問到一個問題：“我們有了新冠mRNA疫苗，能這么快對付新病毒，為什么對很多肆虐已久的細菌，比如耐藥的金黃色葡萄球菌，卻依然沒有有效的疫苗？” 這背后，正是疫苗學(xué)中一個深刻而有趣的難題，對抗細菌，往往比對抗病毒更為艱難。

要理解這一點，我們得從最根本的差別說起：敵人本身的復(fù)雜程度。

病毒結(jié)構(gòu)簡單，其全部成分只能構(gòu)成幾十個抗原；細菌是擁有完整細胞結(jié)構(gòu)的單細胞生物，大小通常是病毒的100倍，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部則有成千上萬的蛋白質(zhì)和核酸，這些部件共同構(gòu)成了幾千個潛在的抗原。研發(fā)病毒疫苗像是用特征明顯的通緝令抓間諜，而研發(fā)細菌疫苗，則像要攻破一座不斷變換旗幟、且擁有重重防御工事的城堡——你首先得從海量的目標(biāo)中，找出哪幾個才是摧毀城堡的關(guān)鍵弱點。

找到正確的“靶心”異常困難

對于許多病毒，找準(zhǔn)一個關(guān)鍵抗原就可能成功。但細菌致病手段繁多，單一靶點疫苗常常失敗。以金黃色葡萄球菌為例，過去幾十年，針對它的多個疫苗在臨床后期試驗中折戟沉沙。例如，某制藥巨頭的疫苗針對細菌表面的IsdB蛋白，在人體三期臨床試驗中不僅未能預(yù)防感染，接種后發(fā)生感染的病人死亡率反而更高；另一個包含4種抗原的候選疫苗，雖激起強烈抗體反應(yīng)，卻依然無法降低感染率。這些教訓(xùn)深刻地表明，我們對細菌與人體免疫系統(tǒng)之間復(fù)雜的攻防博弈，理解還遠遠不夠。

細菌的“狡詐”超乎想象，免疫印記與抗原變異

許多細菌能與人體長期共生，這導(dǎo)致了“免疫印記”現(xiàn)象：人體早期形成的初級免疫記憶可能不完整甚至錯誤，接種疫苗時免疫系統(tǒng)優(yōu)先調(diào)用舊有的、非保護性的記憶，導(dǎo)致疫苗效果大打折扣。

此外，細菌能通過“抗原變異”來換裝。肺炎球菌有90多個血清型，腦膜炎球菌也有12個型別。這就是為什么肺炎球菌多糖疫苗需要“價”數(shù)很高（如23價），以覆蓋盡可能多的常見致病型別。

免疫策略的根本不同

病毒疫苗核心任務(wù)是激發(fā)細胞免疫；對抗細菌，尤其是胞外菌，更需要強大的體液免疫（產(chǎn)生抗體）。但問題在于，許多關(guān)鍵的細菌抗原是多糖，單純的多糖抗原很難激發(fā)嬰幼兒有效的、持久的免疫記憶，需采用“結(jié)合疫苗”技術(shù)（將多糖連接到載體蛋白上），工藝復(fù)雜度和成本倍增。

即便對付細菌毒素，策略也不同。比如白喉和破傷風(fēng)疫苗，接種的是“類毒素”，免疫力是針對毒素的，目的是中和掉細菌的致命武器。

新的希望與持續(xù)的障礙

mRNA技術(shù)用于細菌疫苗有希望，但挑戰(zhàn)獨特：細菌的許多重要蛋白需翻譯后修飾（如糖基化），而mRNA疫苗產(chǎn)物的糖基化模式可能與細菌天然蛋白不同，影響抗體有效性；還需設(shè)計mRNA序列以誘導(dǎo)對抗細菌所需的、以抗體為主導(dǎo)的免疫反應(yīng)。

科學(xué)界正迎難而上：例如針對空腸彎曲桿菌，中國科學(xué)家嘗試用化學(xué)方法人工合成其莢膜多糖的最小關(guān)鍵結(jié)構(gòu)單元——“二糖”，證實能激發(fā)有效免疫反應(yīng)；利用反向疫苗學(xué)、人工智能篩選海量細菌基因組數(shù)據(jù)，尋找高度保守且關(guān)鍵的靶點，也是熱門方向。

最后，治療手段的可及性影響了研發(fā)動力。抗生素曾為細菌感染提供有效治療，過去幾十年資源向病毒疫苗傾斜。然而，隨著抗生素耐藥性成為全球危機，研發(fā)有效細菌疫苗的緊迫性已前所未有地凸顯。

總而言之，細菌疫苗的研發(fā)之路，是一條對抗更復(fù)雜結(jié)構(gòu)、更狡詐策略、更微妙免疫反應(yīng)的攀登之路。它的艱難，反襯出生命科學(xué)的深邃；而每一次挫折與突破，都在拓展我們對于免疫和生命的認(rèn)知邊界。

歡迎來到醫(yī)食參考新媒體矩陣

2023年疫苗接種攻略

陽過了，該怎么打疫苗？最全接種指導(dǎo)手冊來了

撰寫| 顧春風(fēng)

校稿| Gddra編審| Hide / Blue sea

編輯 設(shè)計| Alice