接种疫苗是最有效的公共卫生干预措施之一，每年防止数百万人死亡。疫苗通过向免疫系统呈递抗原来产生免疫记忆，预防未来感染。
疫苗类型
- 减毒活疫苗含有减毒病原体，可微量复制但不致病。例子包括麻疹-腮腺炎-风疹（MMR）、水痘、口服脊髓灰质炎（沙宾）、黄热病和卡介苗。它们诱导强烈、持久的体液和细胞免疫。
- 灭活（死）疫苗含有通过加热、化学物质（福尔马林）或辐射灭活的全病原体。例子包括灭活脊髓灰质炎（索尔克）、甲肝、狂犬病和全细胞百日咳。需要多剂次和加强针。
- 亚单位疫苗含有纯化的抗原成分而非全病原体。例子包括乙肝（HBsAg）、无细胞百日咳、HPV（病毒样颗粒）和流感（裂解或亚单位）。
- 类毒素疫苗使用灭活（福尔马林处理）但保留免疫原性的细菌毒素。例子包括白喉和破伤风类毒素，通常联合为DTaP或Tdap。
- mRNA疫苗在脂质纳米颗粒中递送编码靶抗原的mRNA。例子包括COVID-19疫苗（辉瑞-BioNTech、Moderna）。它们诱导强烈的体液和细胞反应，可快速设计。
- 病毒载体疫苗使用无害病毒（腺病毒、痘苗病毒）递送抗原基因。例子包括COVID-19疫苗（强生、阿斯利康）和埃博拉疫苗（rVSV-ZEBOV）。
免疫学基础
- 疫苗诱导体液（抗体介导）和细胞（T细胞）免疫。中和抗体阻断病原体进入；细胞毒性T细胞清除感染细胞。
- 初次免疫应答发生在初次接种后，产生IgM随后IgG。记忆B细胞和T细胞可持续数年或数十年。
- 加强剂量重新激活记忆细胞，产生快速、高滴度抗体反应（二次免疫应答）。
- 群体免疫在足够高比例的人群接种疫苗时发生，保护无法接种的弱势个体。
疫苗佐剂
- 佐剂增强对抗原的免疫反应，减少所需抗原量或剂次数。
- 铝盐（明矾）是最广泛使用的佐剂，促进储存库效应和NLRP3炎症小体激活。
- MF59（水包油乳液）和AS04（MPL加明矾）分别用于流感和HPV疫苗。
- 新型佐剂包括AS01（脂质体基，用于带状疱疹疫苗）、CpG寡核苷酸（TLR9激动剂）和基于皂苷的Matrix-M。
疫苗开发与试验
- 临床前阶段：在动物模型中鉴定抗原和配方，评估免疫原性和安全性。
- I期：小型人体试验（20-100名受试者），评估安全性和剂量。
- II期：扩大试验（100-1000名受试者），评估免疫原性、接种方案和不良事件。
- III期：大规模有效性试验（数千至数万人），在现实条件下比较疫苗与安慰剂。
群体免疫和疫苗覆盖率
- 群体免疫阈值取决于基本再生数（R0）。对于麻疹（R0 = 12-18），需要约92-95%的接种覆盖率。
- 疫苗犹豫由 misinformation、安全问题或宗教信仰驱动，威胁群体免疫并导致疾病复发。
- 强制接种政策和公共教育运动用于维持覆盖率。
当前挑战
- 抗原变异：流感需要每年更新疫苗；HIV和HCV由于高突变率和免疫逃逸而难以应对。
- 免疫力衰退：一些疫苗（百日咳、流感）随着免疫力随时间下降需要定期加强。
- 新发传染病：快速疫苗开发平台（mRNA、病毒载体）在一年内实现了COVID-19疫苗，为未来大流行应对建立了范例。
