疫苗是如何让人体“免疫”的?

文丨高Sir

《反脆弱》的作者塔勒布认为,这个世界充满了不确定性,人们应该学会用反脆弱的思维对冲黑天鹅事件,甚至从中受益。

对于脆弱的事物来说,温和冲击的累积效应低于等量的单一严重冲击所造成的影响。

一次喝7瓶葡萄酒,剩下6天只喝水的危害,比每天喝1瓶葡萄酒,连续喝7天的危害更大。

生命体本是脆弱的,但是拥有反脆弱能力后,可以从冲击中受益。

比如,接种疫苗让身体受到一些“伤害”,这样能预防更严重的疾病。

1.

天花,在人类历史上曾留下惊人的死亡数字。

时至今日,天花已被人类彻底消灭,仅有的天花病毒标本分别储存在美国和俄罗斯两所国家实验室内,并由联合国监督。

这个曾被喻为“魔鬼”的疾病,不仅是因为天花属于一种烈性传染病,而且还有极高的致死率。

从发病到死亡,可能只要3天。

而改变这一切的壮举,在今天看来绝对是一次大胆的冒险。

18世纪中叶,西方国家正遭受天花病的肆虐。

英国格洛斯特郡,有一位名叫爱德华·詹纳的乡村医生。

有一次,他从农场女工那儿听说了一件事。

女工在给奶牛挤奶的时候,曾感染过“牛痘”。

这是一种牛感染的疾病,类似人类感染的天花,身上也会长出脓疱,但是毒性温和。

女工感染牛痘后,可对天花产生免疫。

这种说法,在詹纳所在的乡间已成众所周知的事实。

带着疑惑和勇气,詹纳铤而走险决定一试。

詹纳提取了女工手上感染牛痘时长出的水疱疱液,注射到一名8岁小孩的身上。

随后,小孩感染了牛痘,但很快就痊愈了。

两个月后,詹纳给小孩注射了致命剂量的天花。

实验的危险性,引来不少非议。

出乎意料的是,小孩竟安然无恙,所有体征都表现为阴性。

几个月后,詹纳再次给小孩注射了更高剂量的天花,小孩依然健康。

最后,詹纳得出结论:

牛痘病毒和天花病毒相似度高,但是牛痘病毒只会对人体造成轻微温和的伤害,痊愈后却能抵御天花病毒的烈性侵害。

于是,他在乡间里开始普及这种“种痘”的防疫方式,每天给上百位穷人种痘。

詹纳的发现渐渐得到了人们的认可,其他地区开始纷纷效仿,此后,天花的发病率急剧下降。

第一支“疫苗”虽然出自詹纳之手,可是被称作“疫苗之父”的则是法国微生物学家,巴斯德。

19世纪末,鸡霍乱的传播异常凶猛。

有的农妇晚上关鸡笼时,还见鸡群活蹦乱跳,第二天早上就横七竖八躺在窝里。

巴斯德决心找出鸡霍乱的原因,并且解决这一问题。

经过反复研究后,他断定“鸡粪”是霍乱传播的媒介。

当时,德国细菌学家“科赫”,已经发明了在固体培养基上分离细菌的方法。

在这个基础上,巴斯德发现细菌在培养基上生长一段时间后,毒性有所减弱。

于是,他将放置几天、一个月、两个月的鸡霍乱弧菌分别注射到小鸡身上,结果发现,随着放置时间的增加,鸡的死亡率反而下降。

当他用 野生的霍乱弧菌再次攻击这些小鸡时,接种培养后的霍乱弧菌的小鸡安然无恙,而未接种的小鸡全都死个精光。

这次实验的成功,大大激发了巴斯德研究的激情。

接着,巴斯德又对当时法国正流行的“炭疽病”进行研究。

他将炭疽杆菌在42℃的环境下培养两周,随机挑选了24头绵羊,1头山羊和6头牛进行实验。

先后两次对这些动物接种培养过的炭疽杆菌,再用野生的炭疽杆菌攻击它们。

结果发现,没有接受疫苗的动物,除了一头牛重病存活外,其余动物全部死亡;而接受过疫苗的动物,仅一头绵羊死亡,其余全都无恙。

这是人类史无前例的用物理、化学的方法,有目的地处理病原微生物,使其降低或失去毒性,并以此作为疫苗给人接种,以达到预防传染病的目的。

巴斯德的成果并没有止步于此,他先后成功研制出包括"狂犬病“在内的一系列当时无法防疫的流行病疫苗,以及首个创造出食品领域的灭菌方式”巴氏消毒法“。

影响力空前绝后。

在麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》中,巴斯德名列第12位。

2.

巴斯德发明的“减毒活疫苗”,被后来者称之为“第一次疫苗革命”。

顺着这个思路,后来的学者将霍乱弧菌通过物理加热灭活,制成了"灭活疫苗"。

1902年,日本爆发了霍乱疫情,被大规模使用。

灭活疫苗,顾名思义就是被“杀死”的病原微生物,仅保留所需的抗原成分,所以又叫做“死疫苗”。

前不久,我国自主研制已获批上市的新冠疫苗,就是属于灭活疫苗。

灭活后的病原体,彻底丧失感染能力和毒性,在体内无法增殖,所以它的优点就是足够安全,但是在体内产生的免疫力较低,需要多次接种。

减毒活疫苗,是由减毒或无毒的病原体制成,很大程度上保留了天然的抗原性。

接种后,在体内能继续增殖,所以这类疫苗的免疫力强,作用时间长,时效性高。

也正是这个原因,这类疫苗的安全性不如灭活疫苗,存在“返祖现象”,如果遇到免疫缺陷者,就会诱发疾病。

所以,免疫力低下或急性感染期的患者会被暂缓这类疫苗的接种。

“第二次疫苗革命”诞生于美国斯坦福大学。

第二次疫苗革命的成果被称为“重组核酸技术”。

简单地说,就是掐头去尾把最有价值的部分提取出来,失去毒性的同时保留了免疫原性,再嵌合到一个新的安全的载体中。

比如,现在使用的“乙肝疫苗”。

过去的乙肝疫苗是从乙肝携带者的血浆中提取而来,对于健康人来说,接种的危险性显而易见。

而且从提取到培养扩增,再到灭活,纯化,一整套流程下来周期长且不容易量产。

核酸重组技术是将乙肝病毒的片段基因转移到外源性的载体中,最终得到的免疫原分子与血源疫苗相同。

这类疫苗不仅安全,效价高,随着技术的成熟完善,生产过程更加简单,快速。

至今使用的“破伤风毒素”“百日咳毒素”疫苗都属于第二次疫苗革命的成果。

3.

为了方便读者理解,高Sir将一些专业名词作个简单的解释。

免疫:指机体识别并消除异己的一个过程,是人体的“最后一道防线”,这道防线一旦被突破,意味着人就会生病。

抗原:如果把免疫比喻作人体内部的一场“保卫战”,一切要从抗原的进入和出现开始;比如入侵人体的细菌、病毒,导致过敏的过敏原,简言之,就是“异物”。

抗体:当抗原进入机体后,免疫细胞就会与其相结合使抗原失去活性,最后形成的产物就是抗体。抗体在一场“战役”中起到决定性作用。

病原微生物是如何让人生病的呢?

病原体就像“侵略者”,发动侵略时都携带“武器”,有目的的进行破坏。

比如,细菌的外毒素,突破机体的防御后开始定居繁殖,不断地产生毒素引起细胞感染;

1mg纯化的肉毒梭菌外毒素能杀死2亿只小白鼠。

再比如,病毒这种以纳米计算的微生物,与细胞结合后,将自己的基因片段整合到细胞核酸中,破坏或改造原有细胞,引起感染甚至癌变。

疫苗是如何让人体免疫的呢?

人体免疫,就像一场小型的“战争”,机体的免疫细胞就像一支“防御部队”。

接种疫苗又称为“人工主动免疫”,疫苗中被减毒或灭活的抗原就像演习里的”假想敌“,进入机体后被免疫细胞识别,产生记忆。

演习的目的是等到真敌入侵时,免疫部队能快速反应,迅速投入战斗,歼灭敌人。

所以,接种疫苗相当于在人体内部安排了一场“军事演习”,形成的抗体,就是具有实战经验的“特种部队”。

2003年中国发生的“非典”,是一种全新的冠状病毒,当时尚无有效的治疗方法,死亡率极高。

解放军302医院的一位医生在抢救“非典”病人时,不幸被感染。

为了探索有效的治疗方法,他尝试给自己注射“非典”康复者的血清,最后成功痊愈。

原来,“非典”患者痊愈后,血清中形成了“非典”病毒的抗体。


外毒素和病毒只有通过与受体结合的方式才能进入细胞,发挥毒害感染作用。

当抗体形成后,病原体与抗体结合,外毒素和病毒与易感细胞受体结合的位点被抗体封闭,不能进入细胞内,因此丧失了毒害和感染细胞的作用。

这种作用叫做抗体的“中和作用”。

所以,抵抗力的核心是产生能抑制病原微生物感染的抗体。

过去人们常说,农村的孩子身体好。

那是因为农村的孩子从小习惯打赤脚,穿梭在田间乡野,与天然的“抗原”密切接触,这些温和的抗原诱导身体里产生各种各样的抗体。

当遭受更严重的攻击时,他们的免疫能力要比那些受到保护,与抗原隔绝的孩子强得多。

这就是文章开头讲的“反脆弱能力”。

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