细菌疫苗与病毒疫苗的分类及区别

2024-02-05

疫苗微生物疗法

接种疫苗可有效降低儿童、老年人、有基础疾病等重点人群的患病率、住院次数和死亡率。不管病毒还是细菌，疫苗都能有效预防——流感疫苗在我国的研究中发现总体保护效果为58%，对慢阻肺、慢性支气管炎等基础性疾病患者可减少急性感染和住院。冠心病患者接种流感疫苗后，可减少心血管不良事件、降低住院风险和与心脏病相关的死亡率。糖尿病患者接种流感疫苗对住院的保护效果为58%，老年人糖尿病患者接种流感疫苗对住院和死亡的保护效果分别为23%和38%~56%。肺炎疫苗的研究表明，在儿童和老年人中可降低肺炎球菌侵袭性疾病的发病率。每年的10月到次年的3月是流感的流行季，提前接种流感疫苗和肺炎疫苗是预防流感及合并肺炎球菌感染的有效手段。联合接种肺炎疫苗和流感疫苗可进一步提高老年人对肺炎的保护效果。那么，细菌疫苗和病毒疫苗分别是什么作用机制？又各有什么防病特点？病毒的概念与致病机制病毒是一种非细胞性微生物，是由遗传物质和外壳组成的蛋白质包裹体。其遗传物质可以是RNA或DNA。病毒本身不能进行代谢活动，必须寄生在宿主细胞内利用其代谢系统进行复制和繁殖。病毒具有高度的变异性和适应性，能够适应不同宿主和环境的变化，这也是病毒难以被彻底消灭的原因之一。由病毒引起的传染病非常多，常见的有病毒性感冒、病毒性肝炎、水痘、狂犬病、乙型脑炎、脊髓灰质炎、麻疹、风疹、流行性腮腺炎、手足口病等。2009～2019年间中国呼吸道感染监测显示，在引起学龄前儿童、成人、老年人急性呼吸道感染的病毒中，流感病毒占比最高，分别为35%、53.9%、41.7%。病毒性疾病一般具有起病急、传播速度快、病死率高等特点。传染源主要是患者、隐性感染者等，常见的传播途径有呼吸道传播、消化道传播、血液传播、接触传播、母婴传播、虫媒传播等特点。有的病毒性疾病有季节性，有的没有，主要与病毒适宜的生存条件和传播方式有关，冬春季是呼吸道疾病的高发季节，而夏秋季节以发生肠道传染病为主。大多数病毒性疾病无特效的抗病毒治疗药物，因此预防尤为重要，接种疫苗是经济有效的预防措施。此外，远离传染源、做好环境和个人卫生、保持健康的生活方式，也是行之有效的预防手段。细菌的概念与致病机制细菌是一类微小的单细胞原核生物，具有完整的细胞结构，包括细胞膜、细胞壁、细胞质等组成部分。细菌与病毒在生物特性上有所不同，细菌可以在外部环境自主生长繁殖，并通过各种途径传播给其他宿主。常见的细菌分类包括革兰氏染色阴性菌和革兰氏染色阳性菌，以及按形状分球菌、杆菌和螺旋菌等。细菌不仅存在于人类体内，还存在于自然环境中，如破伤风杆菌、炭疽杆菌等可在土壤中存活多年。大多数细菌对人体是无害的，有些甚至是有益的，比如能生产氨基酸、维生素、抗生素等；少数细菌则能引起疾病，这些细菌称为致病菌，常见细菌性传染病有肺炎球菌性肺炎、流行性脑脊髓膜炎、百日咳、白喉、破伤风等疾病。2009～2019年间中国呼吸道感染监测显示，在引起急性呼吸道感染的细菌中，肺炎球菌位居首位，占比为29.9%。细菌感染出现的症状与细菌感染的部位有关。原发细菌感染炎症的特点是局部的红、肿、热、痛和功能障碍。呼吸道细菌感染可以出现咽痛、咳嗽、咳痰。消化道细菌感染可以出现腹痛、腹泻、呕吐。泌尿系统细菌感染可以出现尿频、尿急、尿痛、尿路刺激症状。如果细菌感染引起菌血症，可出现持续发热，可伴有寒战，严重者会有败血症、脓毒症等。及时选用敏感有效的抗菌药物是治疗细菌性疾病的关键，但是一旦感染耐药菌，会给治疗带来困难。预防细菌疾病的有效措施在于保持良好的个人卫生习惯、定期清洁环境、避免与患者接触、及时接种疫苗。病毒感染后合并细菌感染的危害合并感染通常指两种或者两种以上的病毒或者细菌的感染导致疾病的发生。肺炎球菌是病毒感染后与病毒发生合并感染的主要致病菌之一。病毒和细菌合并感染，通常是由于机体免疫功能低下所致，主要见于婴幼儿、有心肺基础疾病患者、糖尿病患者、长期应用糖皮质激素等免疫抑制剂的患者等。合并感染者其死亡风险是单一病原体感染者的2倍。冬季是流感和肺炎等呼吸道疾病的高发季，新冠、流感和肺炎的合并感染几率大大增加。儿童和有基础性疾病的老人等高危群体，合并感染风险更高。2021年中国疾控中心发布的2009～2019年间中国呼吸道感染监测大数据显示， 5岁以下儿童更容易发生病毒和细菌合并感染，如流感病毒合并肺炎球菌感染会加重患儿病情，甚至导致死亡。流感疫苗、肺炎疫苗对减少抗生素耐药同样有巨大潜力（相关阅读：)——接种流感疫苗可有效预防流感、降低重症和死亡风险，还能减少抗生素使用。一项全球临床试验显示，儿童接种四价流感灭活疫苗后，抗生素使用减少39%。肺炎球菌耐药性在中国较为常见，耐药率高，可能导致住院时间延长和医疗费用增加。接种疫苗预防肺炎球菌性疾病，不仅可以较低成本换取较高收益，大大降低儿童、老年人、糖尿病患者、体弱多病者等的流感、肺炎球菌合并感染的风险，同时在减少抗生素使用和细菌耐药性方面价值巨大。病毒疫苗与细菌疫苗病毒疫苗病毒疫苗是一种用于预防病毒感染的医疗产品。它通过引入病毒的部分或全体成分，或者使用经过处理的病毒，来激发人体免疫系统产生针对该病毒的免疫反应。病毒疫苗可以通过注射、口服或鼻腔喷雾等途径给予。病毒疫苗的目的是使人体产生特定的抗体和免疫细胞，以便在真正的病毒感染发生时，能够迅速识别并清除病毒，从而预防疾病的发生或减轻疾病的症状和严重程度。病毒疫苗的开发经历了严格的科学研究和临床试验，确保其安全性和有效性。常见的病毒疫苗包括流感疫苗、麻疹疫苗、水痘疫苗、乙肝疫苗等。甲肝、乙肝、流感等均是由于致病性的病毒引起的疾病，因此这些疫苗是以病毒为基础的疫苗，基本为减毒活疫苗、灭活疫苗以及裂解疫苗，减毒活疫苗顾名思义就是经过处理将病毒的毒性降低，使人在接受注射后病毒不至于引以人类疾病，但也能刺激人体产生相对应的抗体。灭活疫苗：是病毒被杀灭，只留下病毒外壳的疫苗。裂解疫苗：是将病毒杀灭后加入裂解剂使得完整病毒裂解成小块的蛋白，降低在接种后所引起的副反应。细菌疫苗细菌疫苗比如说破伤风疫苗、卡介苗、伤寒疫苗等，这些是由于细菌引起的疾病。这些疫苗就是在注射后引起人体产生相应的记忆T细胞，使得在再次接受细菌侵染的时候能够有更快的免疫应答，防止人类患病。主要分为活菌苗和死菌苗，活菌主要的比如为卡介苗（肺结核），鼠疫疫苗等，死菌苗主要为伤寒疫苗（伤寒沙门杆菌）等。在《医学微生物》课程中，最重要的学习要点就是掌握病原微生物的“三性两法”，“三性”也就是微生物的生物学性状、致病性和免疫性；“两法”就是检查方法和防治方法。对于细菌感染来说，来了解的细菌的致病力也是从这五个方面着手的。所以在讲到获得免疫力的时候就要提到各种各样的方式，比如自然免疫的情况和人工免疫的情况，再在每种情况下细分主动免疫和被动免疫。人工主动免疫离不开疫苗，而传统的疫苗主要分为灭活疫苗和减毒活疫苗，对于细菌来说这也是普遍现象，病毒疫苗这里就不多说了。01灭活疫苗1.百日咳病原体是百日咳鲍特菌；现有两类百日咳疫苗：基于灭活百日咳鲍特菌制成的全细胞（wP）疫苗，和基于高度纯化的选择性细菌组分制成的无细胞（aP）疫苗。（1）全细胞百日咳疫苗在制备 wP 疫苗时，对经选择的百日咳鲍特菌菌株进行标准化培养，随后灭活（通常采取高温灭活，并用福尔马林处理）。多数 wP 疫苗与白喉和破伤风类毒素配制成联合疫苗使用【也就是我们通常说的百白破三联疫苗】。部分 wP 疫苗也与其他疫苗，如 b 型流感嗜血杆菌疫苗（Hib）、乙型肝炎疫苗（HBV）或灭活脊灰疫苗（IPV），配制成联合疫苗，常规接种于婴幼儿。（2）无细胞百日咳疫苗首个无细胞百日咳（aP）疫苗于 1981 年在日本研制成功，此后，aP 疫苗在工业化国家逐渐占据主导地位。aP 疫苗含一种及以上分别提纯的抗原（PT、FHA、PRN、FIM 2 型和 3 型）。虽然 aP 疫苗通常与白喉类毒素和破伤风类毒素一起制成联合疫苗使用，但含 aP aP aP 成分的联合疫苗也可含有其他婴幼儿期常规接种的疫苗，如 Hib、HBV 和 IPV。此外，已开发出减量的破伤风类毒素和白喉类毒素的疫苗用于加强免疫。 2.流行性脑膜炎病原体为脑膜炎奈瑟菌；现有三种疫苗，均为多糖疫苗。多糖疫苗已经问世30多年，用以预防这一疾病。用来控制疾病的脑膜炎球菌多糖疫苗脑膜炎球菌多糖疫苗可为双价（A和C群）、三价（A、C和W群）或四价（A、C、Y和W群）。对于B群，因其与人体神经组织中的多糖存在抗原模拟而无法开发出多糖疫苗。首个用4种蛋白脂成分合成的脑膜炎奈瑟球菌B群疫苗于2014年发布。自1999年以来，C群脑膜炎球菌结合疫苗已经存在并得到广泛使用。A、C、Y和W四价结合疫苗自2005年以来在加拿大、美国和欧洲获准用于儿童和成年人。 3.伤寒病原体为伤寒沙门菌，最早的灭活疫苗是苯酚或者丙酮灭活的沙门菌疫苗；目前，有两种新疫苗因其具有可靠的安全性和效力，在全球得到广泛应用。一种是注射用 Vi 多糖疫苗,另一种是口服的 Ty21a 活疫苗。这两种疫苗目前应取代老的热酚或丙酮灭活的全细胞疫苗，后者相对更易产生不良反应。（1）Vi 多糖疫苗 Vi 多糖疫苗于 1994 年在美国首先获得上市许可。它含有纯化的伤寒杆菌 Ty2株 Vi 荚膜多糖，可引起 T 细胞非依赖性 IgG 免疫应答，此免疫应答不会因为给予额外的剂次而得到加强。该疫苗为皮下或肌肉注射。Vi 疫苗在 2 岁以下儿童中并不能诱导出适当的免疫应答。（2）Ty21a 疫苗Ty21a 疫苗最初于 1983 年在欧洲获得上市许可，随后于 1989 年在美国获得上市许可。它是一种口服的、活的伤寒 Ty21a 减毒菌株, 该菌株的多个基因（包括可生成 Vi 的基因）都已产生了化学突变。这种冻干疫苗有两种剂型：一种是口服肠溶胶囊，另一种是混悬液。胶囊制剂通常提供给前往发展中国家的旅行者使用，而液体制剂则大多用于发展中国家的儿童公共卫生规划。（3）灭活全细胞疫苗一些发展中国家仍在使用灭活全细胞疫苗。不过，鉴于相对较高的接种反应率，该疫苗应由 Vi 多糖疫苗或 Ty21a 疫苗取代。4.霍乱病原体为霍乱弧菌，200多个血清型的霍乱弧菌里只有O1和O139血清型可以引起人类霍乱；苯酚灭活霍乱弧菌株制备的注射用疫苗；不过，WHO不推荐使用该疫苗，因其效力有限，且保护期较短；5.钩端螺旋体病现有灭活疫苗获批，常包括常见的钩体血清型，没有交叉保护作用。钩体疫苗的保护期持续时间短，要求年年补种，再加上抗生素可以有效地预防与治疗钩体病，国外不推荐对人进行钩体疫苗接种，只针对动物进行接种。6.斑疹伤寒病原体为立克次体；用流行性斑疹伤寒立克次体滴鼻感染小白鼠，取肺经研磨后加甲醛溶液将立克次体杀死，经纯化浓缩制成。用于预防斑疹伤寒。7.鼠疫病原体为鼠疫耶尔森菌；全细胞鼠疫死疫苗1946年首次用于人类，但是到底有没有用，其实没有得到证实。所以，现在如果有鼠疫疫情，只是可能在接触患者最密切的高危人群，比如医务人员上使用。02减毒活疫苗1.结核病原体为结核分枝杆菌；大名鼎鼎的卡介苗（BCG）。卡介苗（BCG）是一种无毒牛型结核分枝杆菌活菌疫苗，用来预防结核病的疫苗。BCG接种后可使儿童产生对结核病的特殊抵抗力，可以降低儿童结核病的发病率及其严重性，特别是结核性脑膜炎等严重结核病减少，并可减少此后内源性恶化的可能性。我国推行新生儿出生时即接种BCG。2.霍乱目前有两类口服霍乱疫苗可供使用：①Dukoral；②Shanchol和mORCVAX。Dukoral由瑞典一家公司开发，最早于1991年获得上市许可。目前，该疫苗已在60多个国家获得上市许可，主要供前往霍乱地方性流行地区的旅行者接种。 Dukoral是一种单价疫苗，采用经甲醛溶液和高温灭活的霍乱弧菌O1（古典生物型和埃尔托生物型；稻叶和小川血清型）全细胞（whole cells, WC）加重组霍乱毒素B亚单位制备而成。霍乱毒素的B亚单位最初是通过化学方法制备的（WC-BS），不过现在已改由重组技术制备（WC-rBS）。BS和rBS从免疫应答的角度来看是完全相同的。为避免毒素B亚单位被胃酸破坏，该疫苗必须与重碳酸盐缓冲剂同时摄入。而霍乱毒素B无论是在结构上还是在功能上都与ETEC的热敏性毒素很相似，并且这两种毒素间还可出现免疫交叉反应。因此，诱导抗热敏性毒素免疫的疫苗应能在一定程度上防止ETEC感染。多项研究显示，Dukoral对此类病原有交叉保护力。因此，在Matlab试验中，Dukoral在接种3个月后，对ETEC感染的保护率为67%，对严重脱水型ETEC的保护率达86%。二价口服霍乱疫苗Shanchol和mORCVAX之间密切相关，均基于霍乱血清型O1和O139研制。与Dukoral不同，Shanchol和mORCVAX不含霍乱毒素B，因此对于ETEC不具备保护效力。 Shanchol和mORCVAX已被视作安全的疫苗。20世纪80年代，在孟加拉开展的试验中曾使用了最初的WC霍乱疫苗。尽管该疫苗对埃尔托型和古典型霍乱所提供的短期保护效力要低于Dukoral，但在随访的第2年和第3年，该疫苗所提供的保护效力与Dukoral相当甚至更高。现有的口服霍乱疫苗是安全的；在霍乱呈地方性流行的地区的人群中应用后，可在2年内提供持续的保护效力（>50%）。 3.波浪热（也叫布氏杆菌病）病原体为布鲁氏杆菌；常用者有19-BA菌苗及104M菌苗，后者效果似更好一些，但人用菌苗免疫维持时间短，需每年接种，而多次接种又可使人出现高度皮肤过敏反应甚至病理变化。此外，接种后体内产生的抗体与自然感染的抗体鉴别较难，常给诊断带来困难，故近年来多不主张广泛接种，而仅用于本病活动性疫区皮内试验阴性的受威胁的人群，如兽医，牧民，接触布鲁菌的实验室工作人员等。4.鼠疫疫苗减毒活菌苗自1908年开始使用，对腺鼠疫有较好的免疫力，对肺鼠疫效果不佳。细菌和病毒都是大众非常熟知的微生物，都能引起动物和人类的疾病。除了其生物学分界的不同外（细菌一般归入原核生物界、病毒单独为病毒界），其体量大小不同是一个非常重要的特征。细菌大小的计量单位一般是几个微米（um）；病毒大小的剂量单位一般是几十纳米（nm）；两者相差100倍左右。病毒和细菌的体量大小悬殊，造成两者的结构复杂性有质的区别，也造成免疫学上的重要差异。对于病毒，其全部成分可能只能构成几十个抗原（抗原是指能够引起人体免疫系统反应的物质）；细菌则外有细胞壁和细胞膜（有些细菌还有菌毛和荚膜），内有很多蛋白和核酸；这些成分一起可构成几千个抗原。在细菌的诸多抗原中找出真正能做成疫苗的抗原，其难度比病毒大。还有一类疾病——寄生虫病（比如疟疾和蛔虫病），其虫体的体量就更大了，其抗原复杂度更高，目前为止还没有效果很好的寄生虫病疫苗。根据目前收集到的疫苗信息，细菌类疫苗共能预防9种疾病，病毒类疫苗能预防15种疾病。当然，造成细菌类疫苗少于病毒类疫苗的原因，除了疫苗制造难度外，可能还有另一个重要原因：细菌性疾病可以通过抗生素来治疗，但抗生素对病毒性疾病无效，病毒性疾病通常只能通过支持治疗和人体自身免疫力来恢复，所以病毒类疾病的预防更加重要。寄生虫病发病率不高，疫苗研究难度大，一般也有特效药可以治疗，所以其疫苗研究进展缓慢。参考来源：疫苗圈、听听专家说、《Vaccines》，若有侵权或转载限制请联系，我们将第一时间联系您并进行删除。识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入生物制品微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。