科普漫话 | 乙肝疫苗的自白
大家好,我是一支乙肝疫苗,
不,确切的说,我是乙肝疫苗的有效成分,
完整的学名叫作“重组乙肝表面抗原”。
很多人都打过疫苗,也打过乙肝疫苗,
但他们却并不一定了解我们疫苗家族。
尤其是是当出现疫苗的安全事故时,
我们就一不小心就被推到风口浪尖。
(图片来源百度搜索)
今天就让我来做个自我介绍。
Part 1 打乙肝疫苗会导致乙肝吗?
注射乙肝疫苗到底注射的是什么?
为什么打疫苗就能预防乙肝呢?
首先就要介绍一下我的“亲戚”:
乙肝病毒(HBV)。
我们在体型和外表上非常相像,
都是由几十到上百个小的相似蛋白质组装成的球形身材。
用透射电子显微镜照个像大概就是长下面这样。
A血液中的乙肝表面抗原亚病毒粒子;C 血液中的乙肝病毒
在电镜下就能看出我们其实长的不完全一样。
其实,我们有本质的区别!
在我们的外表面的蛋白质叫作“表面抗原”,
表面抗原之间夹杂着大量的脂类。
HBV的表面抗原除了有和我一样的部分外,
还有比我更长一段的表面抗原,
但这些都不是关键。
HBV内部还有一层由很多蛋白质组装而成的球体,
这种蛋白质被称为“核心抗原”。
最重要的,HBV最核心部分是包裹在核心抗原内部的病毒基因DNA。
因为这些基因的存在,HBV能够感染人体细胞,
并且能利用细胞进行自我复制。
而我就不同了,因为没有HBV的基因,
我是不可能在人体复制的,
也绝对不可能导致乙肝。
不仅如此,因为我的体内没有核心抗原和e抗原,
所以注射乙肝疫苗后体检的时候也不可能测出这两种抗原或抗体。
Part 2 乙肝疫苗的历史
为什么乙肝疫苗不是用的乙肝病毒而是我们这些表面抗原?
我们这些“空心货”又是怎么创造出来的?
这就要从乙肝疫苗的历史说起了。
很多人都知道,疫苗的发明最初是从牛痘疫苗预防天花开始的。
确实如此,最初的疫苗是通过毒力减弱或者灭活后的病毒制备的。
之所以注射这样的病毒能够产生预防疾病的作用,
是因为人体有自己的一套复杂的免疫系统,
在识别外来物后不仅能清除外来物,
更能激起免疫记忆,在下次遇到相同外来物后大量产生抗体。
乙肝疫苗最初的发明也是从乙肝感染者血液中提取乙肝病毒并灭活。
但要给一个健康的人注射乙肝病人的血液成分,
想想还是有点害怕。
此外,乙肝病人的血液毕竟是有限的。
虽然血液中也有乙肝表面抗原,
但有限的疫苗产量和高昂的价格使乙肝疫苗很难推广。
那么病毒不是能复制吗?
为什么不能大量体外培养呢?
问题就在于乙肝病毒并没能被成功在体外培养。
直到基因工程技术的发展,我的诞生,才使乙肝疫苗能够如此普及。
人们发现,原来疫苗不需要完整的病毒,
只需要具有抗原特性的蛋白质等就可以了。
于是,科学家就把乙肝病毒的表面抗原的基因整合到其它细胞里,
利用其它细胞可以大量的合成能做疫苗的部分。
其中,最主要使用的就是酵母以及中华仓鼠卵巢细胞(CHO)
酵母(左) CHO细胞(右)
图片来自网络
细胞中表达的表面抗原会自发的组合几十甚至上百个,
形成一个空心球体并分泌到细胞外,
我就诞生了!
目前市面上的乙肝疫苗基本上都是靠我们了。
你们可能不知道,
我们是人类历史上第一个用这种技术做成的像病毒但不是病毒的疫苗。
Part3 乙肝疫苗的自律
乙肝疫苗里面起作用的就是我们了,
但是我们可不是直接就“出兵打仗”。
和我们在一起诞生的还有很多其它的物质。
疫苗生产者和监管者们不允许这些来路不明的物质和我们一起进入人体,
它们可能引起人体的副反应,
比如细菌内毒素残留会引起提问升高发热。
我们必须要经历一步叫作“纯化”的步骤,
只留下我们这些“精锐部队”,
将其它杂质赶出队伍。
在纯化的方法中,最常用的是超速离心和色谱。
超速离心就是在强大的离心力下,
我们因为体型大,跑的快,能跑在前列。
色谱是利用我们和色谱填料的亲和力不同而进行区分。
其中尺寸排阻色谱最常用,
因为我们体型大,难以进到尺寸排阻色谱的孔洞中,所以跑得快!
最后还要再去除少量的细菌,检查有没有其它病毒等。
虽然我们是经历了重重考验,也别看我长的圆,
实际上我们还是很脆弱的。
很多因素都会导致我们的损伤,
比如温度较高的环境、振荡等。
有时候是全身裂解,
有时候是“畸形”,
有时候是抱团聚集。
这些变化统一叫作“变性”。
一旦变性后,很可能就失去了体内的战斗力了,
进入人体后起不到激起免疫反应的作用了。
很多疫苗的质量不合格除了杂质残留没有达到要求的底线外,
最主要的原因就是因为变性后失去生物活性了。
无生物活性本身对人体没有危害,
但因为失去保护作用而导致的结果可能会较严重,
比如被狗咬了结果打了无效的狂犬疫苗……
为了尽量减少变性的产生,
人们会通过考察,加入一些能够进入人体且能对我们有保护作用的物质,
比如糖、糖醇、表面活性剂等。
仅仅是队伍纯洁、稳定还不够。
我们的能力还是有限的,
有时到了人体并不能产生足够的免疫保护,
还需要我们的合作伙伴:佐剂的帮助。
佐剂家族也有很多,有铝佐剂,乳液佐剂……
但是目前政府批准的我们的战友是铝佐剂
最终,我们的队伍要符合药典的严格的各项规定才能到大家的体内。
好啦,这就是我的故事。
希望经过我的自白,大家能更了解我们!
中国科学院过程工程研究所 杨延丽