疫苗和疫苗不一样，保护效果从70%到95%不等，本文告诉你这背后的科学道理！
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保护效果与群体免疫
面对越来越严重的新冠疫情，全世界已有三种疫苗被批准紧急使用：腺病毒疫苗，平均有效性是70%；两款灭活疫苗，有效性为78%和79.3%；两款mRNA疫苗，有效性分别为94.1%和95%。
如果要达到70%群体免疫目标才能阻止新冠大流行话，那么，95%有效的mRNA疫苗只要有75%人接种就可以达到了，78%有效的灭活疫苗有90%的人接种也可以实现，而只有70%有效的腺病毒疫苗则必须全部100%的人接种才行！
是什么原因造成疫苗保护作用的不同？让我们先从灭活疫苗的制备过程和工作的原理说起。
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灭活病毒疫苗
国药集团（Sinopharm）和科兴公司 (Sinovac Biotech) 的新冠疫苗都是由灭活的新冠病毒制成的，有效性分别为79.34%和78%。作为一种传统的疫苗类型，灭活疫苗的生产成本低，而且相对稳定，不需要超低温储藏，美国的《纽约时报》也在其中文版发以专文 “关于中国科兴新冠疫苗，你应该了解的几个问题” 给予肯定！
据《纽约时报》介绍，为制造这种疫苗，科研人员经过筛选，用从中国的一位患者身上分离得到的新冠病毒作为 “毒种”，再用猴子的肾细胞大量培养了这种病毒。然后再把病毒泡在一种叫 β-丙内酯 的化学物质中。这种化合物通过与冠状病毒的基因结合使病毒失效。灭活的冠状病毒不能再复制。但它们的蛋白，包括刺突蛋白，仍然完好无损。
然后，研究人员将灭活病毒取出，将它们与微量的铝基化合物（一种佐剂）混合起来制成疫苗成品。
佐剂能刺激免疫系统，增强其对疫苗的响应。
灭活病毒已经使用了一个多世纪，被成功应用于小儿麻痹症疫苗、防狂犬病疫苗和甲型肝炎疫苗等！
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灭活疫苗的工作原理
由于病毒被灭活了，因此在手臂接种后不会引发新冠病毒感染。疫苗被打进体内后，一些灭活病毒会被 "树突细胞" 或 "巨噬细胞" 吞噬。见下图的1。
被吞噬进入细胞后，灭活病毒被降解成碎片，其中的某些片段被一种叫做 MHC 的分子 “标定”，再被呈现到细胞表面。见下图的2。
接着一种名为辅助T细胞的免疫细胞能检测到这些片段，将T细胞激活，见下图的3。并帮助招募其他免疫细胞对疫苗产生响应，见下图的 6-7 。
另一种名为B细胞的免疫细胞也会与这些片段结合，见下图的3。
B细胞与病毒片段结合后，如果遇到了被激活的辅助T细胞，那么B细胞也会被激活，开始增殖并产生与其表面受体形状相同的抗体。见下图的 5。
接种了灭活新冠疫苗后，一旦被新冠病毒感染，B细胞产生的抗体与入侵的病毒结合，抗体锁住刺突蛋白，阻止病毒进入细胞；其他种类的抗体，我们姑且称之为  “另类抗体” 吧，也可以通过其他方式阻断病毒。活化的T细胞也能直接杀死病毒，起到细胞免疫的作用。
虽然目前还不知道这种保护能持续多久，但如上图所示的记忆B细胞和T细胞能将有关新冠病毒的信息保存几年甚至几十年。
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另类抗体
每当我们说起新冠病毒的时候，我们的注意力都集中在病毒内部的RNA和外部的刺突蛋白。RNA是遗传物资，而且会发生变异，如本刊所介绍的在英国和南非都发生了使转播性增加的新变异。
而新冠病毒表面的刺突蛋白，也被称为 S 蛋白，是病毒进入人体细胞的最关键元件，疫苗和抗体药都是针对它为目标的。

但不容忽视的是，新冠病毒除了 S 蛋白之外，还有其他多种蛋白质成分，如核衣壳蛋白 （N） 的比例就相当的高。当灭活疫苗被打进体内后，这些成分与 S 蛋白一样，也进入"树突细胞" 或 "巨噬细胞" 。
如上所述，完整的灭活病毒进入细胞后不能感染细胞，在细胞内被降解成为一堆碎片。
这些碎片中的一部分，与MHC分子结合后被呈现到细胞外，再被T细胞识别。如下图：
这个简短的视频所演示也是这个过程：
这些被呈现到细胞外的新冠病毒碎片，包括刺突蛋白碎片，都会产生抗体，其中最有效的，是针对刺突蛋白的“中和抗体”。
其他种类的抗体，也就是 “另类抗体”，虽然效果不如 “中和抗体“，也能在阻断病毒感染的过程中发挥作用。
“另类抗体” 是影响疫苗有效性不可忽视的因素。
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腺病毒疫苗没有 “另类抗体”
英国首先批准了由牛津大学和阿斯利康共同研发的腺病毒疫苗。根据阿斯利康公布的在英国和巴西的 3 期临床试验结果，全部参试者的平均保护作用为 70%。
由于在英国和巴西的临床试验采用了不同的剂量，根据剂量的不同，保护效果从 62％ 到 90％ 不等。
尽管人们对阿斯利康腺病毒疫苗有效性仍有疑问，但目前疫情紧急，只好批准。根据这种疫苗的性质，我们可以分析一下它的有效性为什么会不一样。
腺病毒疫苗是将新冠病毒负责编码刺突蛋白（S 蛋白）的那段基因插进腺病毒的DNA基因组中。这样，当这种腺病毒疫苗被注射入人体后，腺病毒会借助人体细胞的元件，生产出新冠病毒的刺突蛋白。
腺病毒疫苗的生产过程不复杂，也不需要超低温储藏，这些都是优点。而且，用作疫苗的腺病毒是被基因工程改造过的，不能复制，也就不需要灭活。
所以，腺病毒疫苗实质上是“活病毒”，接种了腺病毒疫苗后，人体除了产生新冠病毒的刺突蛋白之外，还会产生一系列腺病毒自身的病毒蛋白。入下图：
针对接种腺病毒疫苗所产生的刺突蛋白，人体免疫系统也会像接种了灭活病毒疫苗那样，产生 “中和抗体”。但除了 “中和抗体”之外，因为腺病毒疫苗没有新冠病毒的其他成分，所以不会像灭活病毒疫苗那样，产生针对新冠病毒的“另类抗体”。
另一方面，腺病毒的其他成分也同样会诱导人体产生相应的抗体，但这部分抗体对阻挡新冠病毒感染毫无益处。不仅如此，由于人体对腺病毒的 “预存免疫” 现象，还会使腺病毒疫苗的效果降低！
美国一些研发中的腺病毒疫苗正是由于有效性不够而失败！
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mRNA疫苗只产生刺突蛋白
mRNA疫苗只含有新冠病毒编码刺突蛋白的RNA， 接种了mRNA疫苗后，人体细胞只能产生新冠病毒的刺突蛋白。
这种刺突蛋白也会经历被降解成碎片，再被呈现到细胞表面，进而被T辅助细胞和B细胞识别，诱导产生中和抗体
和细胞免疫：

由于mRNA疫苗不含有除了刺突蛋白之外的任何病毒成分，所以 “中和抗体” 的比例和浓度是最高的，3期临床所观察到的保护效果是 95%  和 94.1%。
辉瑞公布的mRNA疫苗的保护作用：
墨德纳公布的mRNA疫苗的保护作用：

不同疫苗的保护效果，是由疫苗的构成和人体免疫系统的作用机制所决定的！从某种意义上说，mRNA疫苗的火力最集中，灭活疫苗最天然，腺病毒疫苗的无效杂质最高！

参考文献： 

  1. https://cn.nytimes.com/health/20201229/sinovac-covid-19-vaccine/
  2. https://www.cancerquest.org/zh-hans/aizhengshengwuxue/mianyixitong
  3. http://mp.163.com/article/FTVFQ365053731P7.html
  4. https://finance.sina.com.cn/stock/relnews/us/2020-12-19/doc-iiznctke7390578.shtml
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