疫苗接种是预防病毒性疾病最有效的医疗干预措施，估计每年可预防 2-300 万人死亡。病毒疫苗的工作原理是向免疫系统呈递模拟病原体的抗原，诱导免疫记忆，从而在自然暴露时实现快速保护。疫苗平台的多样性反映了不同病毒带来的不同挑战，包括安全性、有效性、保护的持久性以及全球分配的后勤考虑。

减毒活疫苗

减毒活疫苗含有活病毒，这些病毒通过细胞培养中的连续传代或基因工程而被削弱，因此它们在人类中复制不良或根本不复制，同时保留免疫原性。这些疫苗通常在单次或两次剂量后诱导强大、持久的免疫力，因为它们模仿自然感染，刺激体液和细胞免疫反应，包括 CD8+ T 细胞反应。成功的减毒活疫苗包括麻疹、腮腺炎、风疹（MMR）疫苗、口服脊髓灰质炎疫苗（Sabin）、黄热病疫苗（17D株）、水痘（水痘）疫苗和鼻内流感疫苗（FluMist）。口服脊髓灰质炎疫苗在接近根除脊髓灰质炎方面发挥了重要作用，2015年宣布消灭了2型野生脊髓灰质炎病毒，2019年宣布消灭了3型脊髓灰质炎病毒。减毒活疫苗的主要担忧是毒力回复的风险，这种情况在口服脊髓灰质炎疫苗中发生的频率非常低，导致与疫苗相关的麻痹性脊髓灰质炎的概率约为240万分之一。减毒活疫苗通常禁忌用于免疫功能低下的个体。

灭活疫苗

灭活疫苗含有已通过化学处理（甲醛或β-丙内酯）或加热杀死的病毒，使其不具有传染性，同时保留抗原结构。灭活疫苗比活疫苗更安全，因为它们无法复制或恢复毒力，因此适合免疫功能低下的个体。然而，它们通常需要多剂量和佐剂来诱导保护性免疫，并且与活疫苗相比，它们主要引发体液（抗体）反应，而 T 细胞反应较弱。例子包括灭活脊髓灰质炎疫苗 (Salk)、灭活流感疫苗、狂犬病疫苗、甲型肝炎疫苗和大多数全病毒颗粒 COVID-19 疫苗（CoronaVac、国药集团）。通常需要加强剂量来维持保护性抗体水平。全病毒粒子灭活疫苗包含完整的病毒结构蛋白集，而一些灭活制剂可能是仅包含选定抗原成分的裂解疫苗或亚单位疫苗。

亚单位和病毒样颗粒疫苗

亚单位疫苗含有纯化的病毒抗原而不是完整病毒，消除了与完整病毒疫苗相关的感染风险和反应原性。乙型肝炎疫苗于1986年首次获得许可，是第一种采用重组DNA技术生产的亚单位疫苗，由酵母细胞中产生的乙型肝炎表面抗原（HBsAg）组成。病毒样颗粒（VLP）疫苗是一类特殊的亚单位疫苗，其中病毒结构蛋白自组装成颗粒，模仿天然病毒颗粒的大小和结构，但缺乏遗传物质，使其不具有传染性。人乳头瘤病毒（HPV）疫苗（Gardasil、Cervarix）是由重组L1衣壳蛋白组装成VLP的VLP疫苗，具有高度免疫原性，在预防HPV感染和宫颈癌方面表现出显着功效。 VLP技术还被应用于戊型肝炎、诺如病毒和流感疫苗的开发。亚单位疫苗通常需要佐剂来增强免疫原性。乙型肝炎疫苗使用铝盐（明矾），而新型佐剂如 AS04（含有单磷酰脂质 A 的明矾）和 MF59（水包油乳剂）分别用于 HPV 和流感疫苗。

病毒载体疫苗

病毒载体疫苗使用无害的病毒（载体）将编码感兴趣抗原的遗传物质传递到宿主细胞中，在宿主细胞中内源产生抗原并呈递给免疫系统。基于腺病毒的载体是使用最广泛的载体之一，包括牛津-阿斯利康 COVID-19 疫苗中使用的黑猩猩腺病毒 ChAdOx1 和强生公司 COVID-19 疫苗中使用的人类 26 型腺病毒 (Ad26)。水疱性口炎病毒（VSV）载体用于埃博拉疫苗（rVSV-ZEBOV），在临床试验中显示出100%的功效。病毒载体可以诱导强烈的 T 细胞和抗体反应，并且对载体（特别是人腺病毒）预先存在的免疫力可以降低疫苗的免疫原性，这是使用稀有血清型或非人灵长类腺病毒解决的限制。改良安卡拉痘苗病毒 (MVA) 和金丝雀痘载体 (ALVAC) 是另外的基于痘病毒的平台，具有出色的安全性，可用于正在开发的艾滋病毒、疟疾和结核病疫苗。

核酸疫苗

核酸疫苗将编码抗原的遗传物质（DNA 或 RNA）直接递送至宿主细胞，利用细胞机制在原位产生抗原。信使 RNA (mRNA) 疫苗在 COVID-19 大流行期间以前所未有的速度得到验证，由合成 mRNA 组成，该 mRNA 编码封装在脂质纳米粒子 (LNP) 中的病毒抗原，用于递送和针对核酸酶提供保护。辉瑞 BioNTech (BNT162b2) 和 Moderna (mRNA-1273) COVID-19 疫苗在临床试验中取得了 90% 以上的疗效，并已为全球数十亿人接种。 mRNA疫苗具有几个优点：它们可以仅根据基因组序列信息快速设计和制造，它们完全在无细胞系统中生产，并且它们不整合到宿主基因组中。修饰核苷（例如 N1-甲基假尿苷）可减少先天免疫感应并增强翻译。 LNP 配方对于递送、稳定性和免疫原性至关重要。 DNA 疫苗由编码抗原的质粒 DNA 组成，通过电穿孔或无针注射递送，比 mRNA 具有更高的稳定性，但在人体中的免疫原性通常较低。

疫苗接种策略和群体免疫

疫苗接种策略的目的是实现群体免疫，即足够比例的人口免疫的阈值，传播被中断，通过减少病原体循环来保护甚至未接种疫苗的个体。群体免疫阈值取决于病原体的基本繁殖数 (R₀) 和疫苗的有效性，对于麻疹 (R₀ = 12–18) 需要大约 95% 的人口具有免疫力。常规儿童免疫计划是公共卫生疫苗接种的基础，可实现麻疹、脊髓灰质炎、白喉、破伤风、百日咳和乙型肝炎等疾病的高覆盖率。当免疫力随着时间的推移而减弱或抗原变异导致病原体逃逸时，就需要加强剂量，就像每年更新季节性流感疫苗以匹配流行毒株一样。孕产妇免疫是指孕妇接种疫苗以保护自己并将保护性抗体转移给新生儿，它可以有效预防流感、百日咳和最近出现的呼吸道合胞病毒。环形疫苗接种是对确诊病例的接触者进行有针对性的疫苗接种，已成功用于根除天花和埃博拉疫情应对工作。