一個衣衫襤褸的植物學家
植物學家寫的科普、時評、遊記、散文
自去年12月以來，筆者寫過5篇關於新冠疫苗的文章，這5篇文章平均點擊過1.1萬次，如果加上《文學城》上麵的閱讀，每篇大約有1.6萬次的點擊。這對於筆者這個小而相對較新的公眾號來說，還算不錯。我的相關文章，更被10個醫學/生物方麵的專業公眾號轉載。有不少粉絲希望筆者寫一篇文章，係統比較市麵上的各種新冠疫苗。筆者遲遲沒有動筆，因為已經有不少自媒體文章比較過兩種以上的疫苗的各種指標。可能很多讀者也不一定在保護力95%和94.5%之間糾結，也不一定非常在乎某兩種疫苗的副作用的細微差異。大多數人，在接種疫苗前沒有選擇接種哪種疫苗的自由。所以，科普各類疫苗的原理和優缺點，更有價值！
但是，到目前為止，還沒有看到一篇文章從生物學的角度出發，全麵比較四大類疫苗的生物學原理和優缺點。這便是本文的目的。
按生物學原理和疫苗的成分分為四類疫苗：蛋白疫苗（包括次單位疫苗）、核酸疫苗（RNA疫苗、DNA疫苗）、載體疫苗和全病毒疫苗（滅活疫苗、減毒疫苗）。
蛋白疫苗（protein vaccines）
筆者曾在一月份的一篇文章“無法實現群體免疫，才是滅活疫苗的最大隱患！”中指出“就疫苗的安全性而言，肯定是疫苗的成分越簡單越好，刺突蛋白的在人體內形成過程的步驟越少越好。這樣看，最理想的莫過於蛋白疫苗，即直接含新冠S蛋白的疫苗，可惜世界上還沒有哪家公司研製成功了新冠的蛋白疫苗”。
現在看，針對新冠的蛋白疫苗已經有了，這就是美國諾瓦公司（Novavax）正在生產的疫苗NVX-CoV2373。為了製造疫苗，諾瓦公司研究人員將新冠的刺突基因稍作修改後，轉入到一種杆狀病毒（baculovirus）中，並使其感染蛾類（moth）細胞。被感染的細胞產生刺突蛋白（spike protein），它們像在新冠病毒表麵一樣自發地結合在一起形成刺突（spike）。
有趣的是，跟宮頸癌密切相關的乳突病毒（human papillomavirus；HPV；也稱為人乳頭瘤病毒）HPV疫苗就是一種蛋白疫苗（參見筆者的文章“被乙肝、艾滋病毒感染過，還能接種mRNA新冠疫苗嗎？”）。
諾瓦公司的蛋白疫苗針對新冠原始毒株的保護力為95.6%，針對英國毒株B.1.1.7為85.6%（綜合保護力89.3%）。
諾瓦公司的蛋白疫苗預計在今年5月會被美國FDA批準。這將是美國開發的第四款新冠疫苗。這可能將成為所有新冠疫苗中最安全、保護力最高（與mRNA疫苗相當）的疫苗。
次單位疫苗(subunit vaccines)也屬於蛋白疫苗，也稱為蛋白亞單位疫苗，是利用病原體（如病毒）的部分蛋白質或多糖注射入人體或動物後，誘發免疫反應。
次單位疫苗的優點：副作用非常小。
次單位疫苗的缺點：疫苗保護力有限、免疫反應不均衡、需要佐劑來增強免疫反應。
常用的乙肝疫苗、流感疫苗就是次單位疫苗。目前沒有針對新冠的次單位疫苗。
核酸疫苗（nucleic acid vaccines）
核酸疫苗使用遺傳物質，RNA或DNA，向人體細胞提供製造抗原（antigen）的指令。就新冠而言，通常是病毒刺突蛋白（spike protein）。一旦這種遺傳物質進入人體細胞，它就會利用我們細胞的蛋白質工廠製造出能夠觸發免疫反應的抗原。這類疫苗的優點是易於製造且便宜。由於抗原是在我們自己的細胞內大量產生的，因此免疫反應很強。保護力很高。但是，不利的一麵是，外源DNA或RNA對人類是否有潛在的危險，尚沒有長期的數據。此外，RNA疫苗需要保持在-70℃或更低的超冷溫度下，這對於沒有專門的冷庫設備的國家（尤其是中低收入國家）可能會帶來挑戰。
核酸疫苗包括RNA疫苗和DNA疫苗。
RNA疫苗（RNA vaccines）
RNA疫苗也叫mRNA疫苗，這包括美國莫德納（Moderna）和美國輝瑞-德國BioNTech開發的疫苗。mRNA就是信使RNA（messenger RNA），其通常的工作是在細胞周圍運輸遺傳指令以指導蛋白質的組裝。這種疫苗以注射的方式注射到人的手臂肌肉中，含有病毒的部分RNA序列的核酸進入到人體；這段信使RNA便給了人體細胞指令；人體細胞便生產出了跟新冠病毒的大刺突蛋白幾乎一模一樣的大刺突蛋白（因為序列幾乎相同）。人體細胞發現這些不認識的大刺突蛋白後，便做出免疫反應，產生抗體；等真正的新冠病毒對人體進行攻擊時，人體細胞裏已經準備好了的抗體，就可以殺死新冠病毒。
RNA疫苗的優點：保護力高（約95%）、能夠快速開發、生產成本低。
RNA疫苗的缺點：不穩定、保存條件苛刻；是否對人體安全，沒有長期的數據。
至於mRNA疫苗接種後出現的一些副作用，那都是小問題。對mRNA疫苗的長期安全性，沒有長期的觀測。美國FDA授權mRNA疫苗的使用，是屬於緊急授權，不是正常意義下的授權。
公布的數據看，莫德納疫苗在預防新冠重症病例方麵有100%的成效，輝瑞-BioNTech疫苗也是。莫德納對亞裔保護力100%，輝瑞-BioNTech疫苗為74.4%。但這些數據都太小，不能說明這兩種疫苗的區別。
DNA疫苗（DNA vaccines）
DNA疫苗被注射到人體細胞後，被轉錄成為mRNA，再由mRNA指導病毒蛋白的合成。很顯然，DNA疫苗比mRNA疫苗多了關鍵一步，因此安全性不如mRNA疫苗。
DNA疫苗的優點：增強體液和細胞的免疫反應、穩定（可在室溫保存）並容易大規模生產。
DNA疫苗的缺點：DNA分子必須穿過核膜才能被轉錄，通常所激發的免疫反應不強；在人類使用的安全性和有效性，仍然未知。
某些動物的獸用疫苗就屬於DNA疫苗。目前沒有任何公司開發成功針對新冠的DNA疫苗。
載體疫苗(vector vaccines)
載體疫苗通常由載體病毒構建，例如腺病毒（引起常見的感冒）或天花病毒。病毒的相關基因（如編碼新冠S蛋白的基因）被轉入載體病毒，再將載體病毒注射到人體中，由載體病毒感染人體細胞後，合成新冠的S蛋白，從而誘導人體針對新冠的免疫反應。
載體疫苗的優點：技術成熟、容易量產、免疫反應適應性強
載體疫苗的缺點：病毒載體有潛在危險、疫苗保護力不是很高、在感染過載體病毒而對載體病毒免疫的人群中效果不好。
市麵上的美國強生疫苗（保護力66%）、中國陳薇團隊的疫苗（巴基斯坦臨床數據給出74.8%的保護力）、英國阿斯利康-牛津疫苗（保護力75%）、俄羅斯的Sputnik疫苗（有效性91%），都是載體疫苗，而且都是腺病毒疫苗。阿斯利康-牛津疫苗利用感染大猩猩的腺病毒做載體，因而對感染過人類腺病毒的人群效果應該更好；別的廠家的腺病毒疫苗，都利用感染人類的腺病毒做載體，對人類腺病毒免疫的人群，效果很差。阿斯利康-牛津疫苗最近在歐洲有些國家出現嚴重的可疑副作用而被停止。
全病毒疫苗（whole virus vaccines）
許多常規疫苗使用完整病毒來激發免疫反應。全病毒疫苗包括減毒疫苗和滅活疫苗。
減毒疫苗（attenuated vaccines）
減毒疫苗使用弱化了的病毒，病毒的遺傳物質（核酸）仍可複製但一般不會引起疾病。但是減毒活疫苗可能會導致免疫係統較弱的人患病，並經常需要小心地冷藏，這在資源匱乏的國家使用它們更具挑戰性。
減毒疫苗的優點：工藝成熟、生產快、成本較低、免疫保護持續時間長。
減毒疫苗的缺點：儲運嚴格、不適合於免疫障礙者、減毒病毒有突變的風險。
常見的麻疹疫苗、脊髓灰質炎疫苗、風疹疫苗就是減毒疫苗。
滅活疫苗（inactivated vaccines）
滅活疫苗主要成分是被物理或化學方法殺死了的病原體（如病毒）。滅活疫苗所使用的病毒的遺傳物質（核酸）已被破壞，因此它們無法複製，但仍會激發人體的免疫反應。
滅活疫苗的優點：工藝成熟、容易保存。
滅活疫苗的缺點：保護力不高（需多次接種）、再感染風險高、需要P3或更高級別生物實驗室。
中國的科興疫苗就是滅活疫苗，最新巴西數據僅給出50%的保護力，比之前土耳其和巴西給出保護力低很多。
其他的滅活疫苗的例子：甲肝疫苗、狂犬疫苗、脊髓灰質炎疫苗。
有朋友曾分享過一個視頻，視頻裏高福院士說，美國之所以沒有開發滅活疫苗，是因為美國沒有P3實驗室。實際上，美國至少有200個P3實驗室，至少有13個P4實驗室。不是美國開發不了滅活疫苗，實在是因為滅活疫苗比較落後，保護力太低。
麵對南非變異毒株的保護力
南非變異毒株現在看，是最可怕的毒株。各種疫苗針對南非毒株的保護力不同。
諾瓦公司的蛋白疫苗：針對南非毒株的保護力為49.4%（感染過艾滋病毒）或60%（沒感染過艾滋病毒）。
莫德納和輝瑞-BioNTech的mRNA疫苗：南非的冠狀病毒變體可能會使輝瑞公司/ BioNTech 的疫苗引起的保護性抗體減少三分之二。
強生公司的腺病毒疫苗：針對南非毒株有57%的保護力。
阿斯利康-牛津的腺病毒疫苗：針對南非毒株基本無效。
滅活疫苗：對變異毒株（如南非毒株）或許有一定的保護力，因為它包含針對多種病毒抗原的多種抗體，但目前沒有數據。
疫苗的綜合排名
按保護力、安全性和其他優缺點，各類疫苗的綜合排名大致是：
蛋白疫苗 > mRNA疫苗 > DNA疫苗 > 腺病毒疫苗 > 滅活疫苗和減毒疫苗。
順帶說一句，當我們說mRNA疫苗有95%的保護力時，這是指這種疫苗能夠避免95%的感染，並不是說接種了這種疫苗的人群中有5%的人會被感染。你理解正確了嗎？
作者簡介：植物學家，業餘寫寫科普、時評、遊記、散文。四川石棉縣人，蘭州大學學士，中科院成都生物所碩士，德國美因茨（Mainz）大學博士，美國密蘇裏植物園研究員。微信：gonggashan1，email：gonggashan@gmail.com
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是不是指的是一個人如果他打了mrna疫苗會有95%的可能性不被感染，但有5%的可能性被感染，而不是指的某人群