我们人体总共有2条免疫的防线：

第一道防线叫做天然免疫反应（又叫固有免疫），比如大家熟知的白细胞（中性粒细胞）、巨噬细胞、树突状细胞等等，当有病毒入侵时他们会第一时间到达现场对抗病毒。

第二道防线叫做适应性免疫，主要就是B细胞和T细胞，他们往往在病毒感染的早期很难赶到现场，需要针对病毒制造专门的武器这个需要时间，往往在一段时间之后才会赶到现场与固有免疫一起对抗病毒。

新冠病毒的感染能力很强，比如感染肺部，如果病毒过载或者自身免疫能力过低，没等第二道防线激活，病毒的感染能力过大，那第一道防线的压力就会非常大，白细胞、巨噬细胞疯狂输出，就会导致炎症因子风暴、肺部纤维化等对组织造成巨大的损伤从而威胁人们的生命。

接种疫苗就是帮助我们提前让免疫系统认识新冠病毒，对新冠病毒产生记忆性，让第二道免疫防线提前做好武器，保障当病毒真的入侵的时候，第二道免疫防线可以快速响应与第一道防线并肩作战，快速消灭病毒。

那么第二道防线，也就是适应性免疫制作的武器是什么样子的呢？可以按照B细胞、T细胞种类的不同分别来看：

B细胞的武器，就是分泌抗体，抗体的主要作用于病毒感染细胞之前（也叫体液免疫）：①就好比一块橡皮泥，抗体可以与病毒的表面蛋白结构进行结合，减缓病毒的移动，如果正好与病毒的致病表位相结合，堵住了病毒的枪口，病毒就丧失了感染细胞的能力。②与补体进行结合，攻击病毒的膜结构，让病毒死亡。③召唤第一道防线的小伙伴比如巨噬细胞前来杀灭病毒。

T细胞的武器：可以分为辅助T细胞和杀伤性T细胞。

杀伤性T细胞是不能识别作用于病毒本身的（也叫细胞免疫），但当病毒逃逸了体液免疫，把细胞感染时，杀伤性T细胞可以作用于被感染的细胞，将细胞杀死，防止病毒在细胞里进一步地复制和扩散。

辅助T细胞可以作用于B细胞激活B细胞促进B细胞的分化，同时也可以促进杀伤性T细胞的增殖与分化。

简单的说B细胞产生抗体，防止病毒感染细胞，病毒如果侥幸逃逸感染了细胞，T细胞会出动将被感染的细胞杀死，防止病毒进一步扩散，减轻我们的症状。两种免疫武器相互作用，共同保卫我们的身体。

当作战结束之后，B细胞与T细胞会分化为记忆B细胞和记忆T细胞，当下次再有同样的病毒入侵时，记忆细胞可以快速激活，进行新一轮的作战。

新冠病毒是RNA病毒，在入侵人体细胞时，主要分解为三个步骤：①细胞结合、②入胞并将遗传物质注入细胞质、③利用细胞的细胞质内的物质复制更多病毒三个过程。

所以首先病毒要能够结合到细胞上面去，病毒的武器叫做S蛋白，S蛋白上有一个结构我们叫他RBD受体结构域，相当于一把钥匙。正常细胞膜的表面有ACE2的受体，相当于门锁。当钥匙与门锁结合，病毒与细胞结合，病毒便可以展开下一步的入侵。

接下来病毒要想办法把遗传物质穿过细胞膜的阻拦，注入细胞质，病毒是如何入胞的呢？

就要进一步看一下S蛋白的结构，S蛋白可以分成S1与S2。

S1部分的RBD负责与细胞ACE2结合，S2辅助病毒的外膜与正常细胞膜进行融合，并将病毒的遗传物质RNA释放到细胞内。因此S1与S2结构要想办法断开，这样才可以让S2行使下一步的功能。新冠病毒，S1与S2之间不但有furin酶切位点S1/S2(也可以叫MCS)，同时在S2结构内部还有胰蛋白酶酶切位点（上图S2’），相当于双保险，非常方便S1与S2断开。研究表明新冠病毒入胞可能有以下两种方式：

一种路径是组织蛋白酶介导，细胞通过内吞的方式把病毒吞入细胞内，病毒被包裹在内体里，与内体的酸性环境和内体膜上一些组织蛋白酶共同作用，S1与S2裂解、甚至S2部分进一步裂解，暴露出S2中FP的部分，FP是疏水融合肽，相当于给内体膜划了一个口子，从而将病毒内的RNA遗传物质释放到细胞质中。

另一种路径是TMPRSS2（一种蛋白酶）介导，病毒还没有入胞，也没有被内吞，S蛋白在胞外被TMPRSS2裂解充分活化（S1/S2断开），直接与细胞膜融合，将遗传物质注入细胞质中。

经过前面两个步骤，病毒的遗传物质便可以在细胞质中利用细胞质内部的营养物质复制分化更多的病毒，从而感染了细胞。

了解了病毒感染细胞的路径原理，就可以理解疫苗的作用靶点：

可以把整个病毒抗原作为疫苗（也就是我们的灭活疫苗）。

其次病毒感染过程中S蛋白起到非常重要的作用，所以把S蛋白抗原作为疫苗（重组蛋白疫苗、VLP疫苗、mRNA）

也可以将S蛋白中结合细胞起主导作用的RBD亚区，作为疫苗。（重组蛋白疫苗、mRNA疫苗）

当然或许也可以是S蛋白上的其他部分作为疫苗……

根据上面的讨论我们知道，好的疫苗最好可以满足既激活B细胞产生抗体，又可以激活T细胞当病毒逃逸抗体感染细胞时，T细胞可以及时将感染的细胞清除。

首先，最重要的肯定是体液免疫（也就是激活抗体），保证病毒在感染前就将病毒清除。

当然产生的抗体是具有特异性，尽管中和抗体都可以与病毒结合，但是结合的部分也有好坏之分，如果结合到病毒的要害，病毒相当于丧失了攻击力，结合其他部分，短期看仅仅是减缓病毒的移动。所以同样是中和抗体，也有质量的优劣之分。

根据病毒感染细胞结合的抗原的精确性程度：整个病毒＜S蛋白＜RBD亚区的，所以从产生中和抗体的精准性上来看，基于RBD设计的疫苗要好于S蛋白的疫苗，基于S蛋白的疫苗要好于完整的病毒的疫苗。

其次，并不是所有的疫苗都可以激活有效的T细胞免疫，能激活T细胞免疫的疫苗相当于多了一层保障。疫苗的种类里面灭活疫苗和传统的重组蛋白疫苗无法激活T细胞免疫，而腺病毒载体疫苗和mRNA疫苗可以有效的激活T细胞免疫。

下面就从不同种类疫苗的作用原理分别展开分析，说是作用原理，实际上就是看不同疫苗进入人体之后的递送路径的情况。

灭活疫苗与重组蛋白疫苗都可以产生一定的中和抗体，区别在于灭活产生的中和抗体可以结合病毒全身各种部位，重组蛋白疫苗产生的抗体只结合病毒的S蛋白上。理论上相同体量的中和抗体，重组蛋白疫苗免疫病毒的效果更好（因为抗体更加靶向中和在病毒的要害）。

因为此两类疫苗被细胞内吞后无法逃离内体，抗原肽难以与MHC I类分子结合，就很难激活杀伤性T细胞免疫。

重组蛋白疫苗上还有一大优势可以结合多种抗原，因此未来可以潜在做成多价苗，来应对多种新冠病毒的突变毒株。

腺病毒载体疫苗是将S蛋白（当然也可以是其他部分）的基因整合到腺病毒基因中去，利用腺病毒可以入胞和入核的递送优势，将S蛋白的基因递送到细胞核中去，经过转录与翻译，让宿主细胞自己生产S蛋白的抗原。

产生的S蛋白在细胞质中一部分与MHC I类分子结合，可以后续激活杀伤性T细胞。S蛋白的一部分抗原被呈递到细胞膜的表面，又被其他细胞内吞摄取，又可以与MHC II类分子结合，后续激活辅助性T细胞和B细胞。

因此，腺病毒疫苗优势是可以同时激活体液免疫和细胞免疫。

劣势是腺病毒载体疫苗，因为会入核，有潜在的整合自身基因的风险，另一方面，腺病毒本身结构可能会引起较严重的血栓副反应，目前的报导来看，副反应患者多为女性，体内都有较多的BF4复合物，会引起全身性的血栓。

mRNA可以是S蛋白也可以RBD做成疫苗，这里以S蛋白为例，激活B细胞和T细胞的路径与腺病毒载体疫苗类似，区别在于腺病毒载体疫苗入核，mRNA疫苗只需要入胞。

mRNA的核心技术在两方面：

一、是mRNA的修饰——保证稳定翻译，比如修饰5'端的帽子结构、修饰UTR区，修饰更长的ployA尾，使得mRNA进入胞内更容易翻译启动、更不容易被降解。

二、更重要的是药物的递送，核心是LNP的构造——保证LNP可以逃离内体，目前好的构造是由4种脂质组成，peg-脂质、可离子化脂质、胆固醇、中性脂质。

首先peg-脂质，peg亲水性决定了溶液中是最外层的部分，peg的浓度决定了mRNA最终包裹的球体的体积大小。peg一定程度可以延长在体循环的时间，另一方面可以防止被免疫细胞破坏。

其次是可离子化脂质，这个在mRNA能够递送成药起到至关重要的作用。在ph值较低的酸性环境下，可离子化脂质带正电，会和mRNA中的磷酸吸引，从而包裹住mRNA，当疫苗用盐水稀释以及注入人体之后，ph值逐步回升，可离子化脂质变为中性，进一步将mRNA包裹起来。当整个LNP被细胞捕获之后，LNP会被细胞内的内体包裹，内体内部ph环境逐步降低，可离子化脂质重新带正电，会被内体上带负电的膜吸引，因为可离子化脂质呈现锥形结构。会刺破内体将mRNA从内体中释放出来，进入细胞质，从而后续与核糖体进一步翻译成S蛋白（也就是病毒的抗原）。也正是因为这个原理，mRNA疫苗可以激活很强的T细胞免疫，并后续形成记忆性T细胞。可离子化脂质设计了很多种结构：

LNP的结构本身自带佐剂效应（可离子化脂质的作用），所以与腺病毒载体疫苗一样无须添加其他佐剂。

mRNA疫苗的优点是可以同时激活充分的体液免疫和细胞免疫，因为mRNA不入核没有整合进人类基因组的风险。

缺点是：不稳定，需要低温，部分人对peg过敏等等。

综合来看mRNA疫苗非常优秀，同时激活体液免疫与细胞免疫，产生的抗体也非常高，且副作用较小，相比其他几种疫苗优势非常突出。

因为病毒与人体结合的武器是S蛋白上的RBD，因此如果产生的中和抗体特异性集中在RBD区域从逻辑上来说免疫能力会更强，但特异性过强可能又不适合应对病毒的变异，RBD变异较多可能导致病毒逃逸抗体。

好在一年多的时间观察下来，病毒的变异能力远比流感病毒慢的多，以稍微突变厉害的可能是英国毒株、南非毒株。

英国毒株B.1.1.7：S蛋白上有9个突变位点，其中可能N501Y、D614G、P681H影响较大。RBD区域的变异可能会影响与ACE2亲和力，靠近S1/S2酶切位点的变异，可能会提高蛋白酶切割的效率。

南非毒株B.1.351：S蛋白上有10个突变点，受体结构域RBD有3处突变，S1末端有1处突变。其中N501Y突变与英国株一致，N501Y与E484K明显提高了与ACE2的亲和力。同样在酶切位点附近的突变也值得重视。

因此我们可以看到突变在S蛋白的多个领域都会发生，无论是N端还是RBD受体结合域，亦或是酶切位点附近。基于S蛋白做疫苗更具有一定的广谱性，目前的临床数据结构也没有数据支撑证明RBD疫苗好于S蛋白疫苗。

另外一些研究表明，T细胞识别的抗原表位与B细胞产生中和抗体识别的抗原表位有一些差别，T细胞能识别的抗原表位更多样化一点，以S蛋白为例，CD4+T细胞识别的表位大部分不在RBD，而是在N端结构域（NTD）、C端结构域（CT）和融合蛋白结构域（FP）上。因此接种S蛋白疫苗可能比接种单纯RBD疫苗在综合免疫能力上更有效果。

mRNA疫苗除了具有非常好的体液免疫和细胞免疫应答、安全性较高以外，其他方面的优势也非常明显。相较于其他疫苗，灭活疫苗需要找到活的病毒毒株、蛋白疫苗需要纯化，这些都要较长的时间，mRNA生产和研发周期非常短，成本也更低，mRNA疫苗只需要知道病毒毒株的RNA序列就可以进行生产（相当于编程），因此可以在未来非常好的应对病毒的变异快速生产出匹配变异病毒的疫苗。同时mRNA疫苗也可以制造出多价的疫苗以应对新冠病毒的变异。

mRNA疫苗未来将向更多领域的疫苗进行延展甚至替代过去的疫苗，1980年以来人类共发现了80多种病毒，但是做成疫苗的就几种，仅疫苗领域mRNA的用武之地就非常宽广。透过mRNA龙头Moderna的研发管线来看，mRNA疫苗已经准备应用于巨细胞病毒、呼吸道合胞病毒、流感病毒、HIV病毒等更多领域。

LNP的发明为mRNA技术平台打开了一扇非常广阔的大门，解决了mRNA入胞并摆脱内体的技术难题（锥形结构的可离子化脂质功不可没）。除了疫苗领域，蛋白质药物的替代、肿瘤免疫治疗、个性化用药、免疫类疾病治疗等领域都有很大的发展空间。

文章选自微信公众号“真值拙见”