世卫组织非常重视疫苗接种,不时分发一些疫苗。前几天发布了一个疫苗科普,其实给了陶博士素养。这个科普是关于疫苗中的五种成分,包括抗原、佐剂、防腐剂、稳定剂和表面活性剂。
后四个组成部分实际上与疫苗的安全性有关。
最后一个表面活性剂,陶博士,是我第一次听说。我迅速咨询了疫苗企业的专家,立即得到反馈:很多进口疫苗确实使用了一种叫做吐温80的表面活性剂,但国产疫苗似乎没有使用。这个我以后再说。
总的来说,我赞美这个科普,但我也觉得需要补充一些解释和补充。
首先必须指出的是,这门科普有五种疫苗成分,抗原是每种疫苗都必须含有的成分,这是一种疫苗可以称为疫苗的基础。就像药物一样,不谈疗效,根本就不是药物,没有资格继续谈安全性或价格。
其次,其他四种疫苗成分,并不是每种疫苗都必须包含所有成分,它们的顺序与疫苗中出现的频率相同:佐剂最常见,表面活性剂最不常见。
最后,上述五种成分要么是疫苗的必需成分,要么是人为添加的成分,以保证疫苗的有效性和安全性。但疫苗中仍有一大类残留,是疫苗生产过程中添加或产生的物质,但最终想完全去除却又会残留,包括抗生素、卵清蛋白等非人蛋白质、内毒素、非人细胞DNA等。现有的疫苗技术严格控制残留,通常将残留设定在纳克级甚至更低,因此无需担心这些物质会对人体造成严重的健康损害。
1号抗原
这个等式一般是正确的。
抗原是免疫学中的一个术语,指的是能够刺激机体产生靶向免疫机制的物质。疫苗研发的关键是寻找能有效刺激人体产生针对某种病原体的免疫机制的抗原成分。
据我所知,抗原的化学成分有三种:第一种是蛋白质,第二种是多糖,第三种是多糖与蛋白质结合的多糖结合蛋白。
蛋白质抗原:最常见的,大约三分之二的疫苗使用蛋白质作为抗原。现役的活疫苗、灭活疫苗、裂解疫苗、重组蛋白疫苗的抗原均为蛋白质,包括乙肝疫苗、卡介苗、脊髓灰质炎疫苗、DTP疫苗、手足口疫苗、流感疫苗、宫颈癌疫苗、麻疹疫苗、乙脑疫苗、水痘疫苗、甲肝疫苗。
戊型肝炎疫苗的抗原是戊型肝炎病毒的结构蛋白
以新冠肺炎疫苗为例,无论其技术路线如何,抗原都是蛋白质,但不同技术路线的蛋白质种类略有不同:
灭活疫苗含有完整的微生物颗粒,抗原是病毒表面的各种蛋白质。重组蛋白疫苗的抗原只是病毒表面的S蛋白或S蛋白上的某种蛋白;病毒载体疫苗和mRNA疫苗有很大不同。它的原始成分不是抗原,而是编码抗原的基因。这种抗原基因接种到人体后,人体细胞会根据它产生病毒蛋白,这就是抗原,它的特异性成分也是S蛋白或S蛋白上的一种蛋白。
多糖抗原:肺炎球菌多糖疫苗和脑膜炎球菌多糖疫苗最常见。
这两种细菌多糖疫苗的抗原成分都是多糖,但多糖属于半抗原,只能刺激机体产生体液免疫,而不能产生细胞免疫,其产生的抗体也不持久,通常持续3 ~ 5年。而且多糖疫苗对2岁以下的婴儿效果非常差,甚至有些多糖抗原在接种后会产生免疫耐受,理论上增加了感染的风险。
由于多糖作为疫苗抗原的效果不尽如人意,纯多糖疫苗越来越不受欢迎,多糖蛋白抗原疫苗应运而生。
多糖结合蛋白抗原:目前有流感嗜血杆菌疫苗、肺炎结合疫苗、流脑结合疫苗。
蛋白质和多糖都属于天然抗原,即微生物的天然成分。这种多糖结合蛋白在自然界中并不存在,而是人工合成的一种抗原,以改善多糖抗原的不良效果。
多糖蛋白作为人工抗原,接种疫苗后比自然感染后具有更好的免疫效果。很多人可能认为疫苗不可能比自然感染更有效,这可能是受观点的影响。然而,这种观点只是一厢情愿,并没有得到证明。多糖蛋白疫苗的出现正好证伪了这一观点。
因此,在肺炎疫苗和流脑疫苗中都存在多糖疫苗和结合疫苗的情况下,结合疫苗当然是首选。
2号佐剂
佐剂用于增强疫苗的效力。
最常用的佐剂是传统铝佐剂,用于乙肝疫苗、DTP疫苗、甲型肝炎灭活疫苗、手足口疫苗、新冠肺炎灭活疫苗和重组蛋白疫苗、肺炎联合疫苗、部分宫颈癌疫苗、出血热疫苗等疫苗。
氢氧化铝佐剂在乙肝疫苗中的应用
史克公司有两种新的佐剂分别用于宫颈癌疫苗和水疱疫苗,效果惊人。后者直接杀死默克的水泡疫苗,默克只使用氢氧化铝佐剂。不良反应发生率虽高,但在可接受范围内。
席克泡罩疫苗的AS01b佐剂系统
Novavax的新冠肺炎重组蛋白疫苗还采用了从南美皂角中提取的皂苷制成的新佐剂Matrix-M,使得目前只需接种两剂就能获得最高水平的抗体,疫苗也接近获批使用。我国的重组蛋白疫苗只使用氢氧化铝佐剂,需要接种三剂,抗体低于前者。中国的三叶草生物也为他们目前正在生产的新冠肺炎重组蛋白疫苗引入了一种叫做CpG加铝的新佐剂。
诺瓦克的基质M佐剂是其高效的重要原因之一
诺华的新佐剂MF59已经用于流感疫苗,适用于免疫系统缓慢的老年人。
氢氧化铝是局部硬结和脓肿的主要原因。新佐剂虽然有效,但不良事件报告率明显高于传统铝佐剂,且难以降低,因为效果好意味着对免疫系统刺激强,后者会引起各种不适。
目前中国疫苗在佐剂领域相对保守落后。我希望这款新冠肺炎疫苗能促进对佐剂的重视。
3号防腐剂
防腐剂的目的是避免疫苗在储存和使用过程中被细菌或真菌污染。
最常用的疫苗防腐剂是硫柳汞。硫柳汞因其汞含量而一度被认为对神经系统有害。经过几十年的研究,没有证据表明硫柳汞会导致神经系统损伤,但为了谨慎起见,疫苗可以尽量不使用硫柳汞。此外,苯酚、甲醛、甲氧甲酚和苯扎氯铵也可用作疫苗防腐剂。
随着疫苗生产技术的提高,绝大多数单剂疫苗不需要添加防腐剂,生产过程本身已经过滤掉杂菌,可以保证灌装好的成品疫苗在接种到人体之前不会受到污染。此外,由于严格的使用控制,即使多剂量包装疫苗在开启后短时间内就会用完,也不用担心被杂菌污染。
由于部分疫苗长期使用硫柳汞作为防腐剂,从多剂改为单剂后,疫苗企业会习惯性地在单剂疫苗中添加硫柳汞。没有科学证据这么做,太谨慎了,我不同意。
硫柳汞仍然存在于某制造商的单剂流感疫苗中
中国所有的新冠肺炎疫苗都不使用防腐剂,即使换成单瓶两剂也不使用。这是一件值得称赞的事情,这表明我们对我们疫苗生产过程的清洁度非常有信心。希望不必要但仍在使用防腐剂的疫苗,能摒弃保守思维,尽快去除防腐剂。
4号稳定器
稳定剂是使疫苗稳定保持其特性的物质,也称为保护剂。我的理解是稳定剂是用来保护疫苗的有效性,而不是它的安全性。
稳定剂包括糖类、尿素、氨基酸、人血清白蛋白、明胶等。所有冻干形式的活病毒疫苗都需要稳定剂,一些灭活病毒疫苗也需要稳定剂。
目前,所有水痘疫苗都是冷冻工作病毒疫苗。由于水痘病毒非常娇弱,在没有稳定剂的情况下,不能保证疫苗有效期内会有足够的活病毒,可能会影响疫苗效果。下面某企业水痘疫苗使用的稳定剂有8种,几乎都是稳定剂。
明胶是一种来源于动物的胶原蛋白,可以防止疫苗活性成分在冷冻干燥过程中变性或失活,减少在冷冻干燥和储存过程中对病毒的损伤。然而,明胶已被证明是疫苗引起过敏的主要原因之一。除水痘疫苗外,卡介苗、麻疹疫苗、黄热病疫苗、狂犬病疫苗、乙脑疫苗、甲型肝炎活疫苗、鼠疫疫苗部分或全部使用明胶。
如果你对某种含明胶的疫苗过敏,理论上你也有可能对其他含明胶的疫苗过敏。因为过敏会随着暴露时间的增加而加重,所以含明胶的疫苗非常普遍,多次暴露后很容易对明胶过敏或过敏。
我国药品监管部门早就认识到明胶是一种高风险的辅料。2010年以来,国家美国食品药品监督管理局明确,凡是在上市或获批的临床活疫苗中使用明胶作为保护剂的,要求企业尽快开展脱明胶研究,评估疫苗中使用明胶的必要性,并尽可能用其他过敏风险低的保护剂替代。
美国食品药品监督管理局对明胶用于疫苗的态度
事实上,使用明胶作为稳定剂可能只是一种做法,而不是一种必要的或懒惰的做法。自食品药品监督管理局呼吁从疫苗中去除明胶以来,到2018年,已有7种疫苗稳定剂配方获得专利。
仍以水痘疫苗为例,长春百克申请了无明胶疫苗保护剂专利,推出了中国市场首个无明胶水痘疫苗,安全性显著。
长春百克没有明胶技术专利
根据长春100克水痘疫苗的产品说明书,没有明胶,使用了5种稳定剂:甘露醇、右旋糖酐、蔗糖、海藻糖和人血清白蛋白,比上述水痘疫苗少了3种成分。
长春100克水痘疫苗说明书2015年版
新冠肺炎疫苗研发大赛让很多人知道了目前最先进的疫苗技术。然而,这些疫苗技术并不适用于任何疫苗种类。
按照陶博士对疫苗的理解,在可预见的未来,仍然会有很多疫苗只能制成活疫苗。这些活疫苗大概离不开稳定剂,通常至少需要两种稳定剂。
应该说,在保证疫苗效果的前提下,疫苗的成分越少越好,稳定剂越少越好。因此,去除明胶并不是稳定剂改进的终点,新引入的稳定剂可能存在一些问题,但预计疫苗会更安全、更安全。
稳定剂的另一个例子:人血清白蛋白。顾名思义,它是来自人体的血液制品。
由于献血不规范,检测跟不上,出现了血液制品传播疾病的可怕事件。从那以后,许多人对血液制品有挥之不去的恐惧。当他们看到疫苗含有人血清白蛋白时,会本能地拒绝,或者在接种疫苗后,他们知道这种情况并继续挣扎。上海有一例接种狂犬病疫苗后不适。患者怀疑疫苗中的人白蛋白使他感染了未知疾病,并不断请愿要求解释。
由于献血制度的完善和检测能力的极大提高,几乎不可能再有血液制品传播的疾病。目前没有证据表明疫苗中的人血清白蛋白导致接种者感染疾病,陶博士认为未来也不会有这样的证据。
也就是说,其实不需要担心疫苗中的人白蛋白会传播疾病,那么是一直用吗?绝对不是。我前面说过,疫苗纯度越高越好,成分越少越好。如果找到人血白蛋白的替代品或者不需要使用,就要积极采用。
5号表面活性剂
表面活性剂是陶博士的盲点,最权威的疫苗专著Prot Jin主编的2013年出版的第6版《疫苗接种》中并未提及表面活性剂。这说明表面活性剂不是热门话题。但根据其作用原理,陶博士认为未来可能会越来越频繁地出现在疫苗成分中。
陶博士在咨询疫苗行业专家后了解到,表面活性剂的主要用途是将疫苗中的脂溶性和水溶性成分充分混合。
最常见的表面活性剂是吐温80,一般指聚山梨酯80。这一成分出现在史克公司的水疱疫苗、默克公司的宫颈癌疫苗和轮状病毒疫苗、巴斯德公司的五价疫苗和辉瑞公司的肺炎13价结合疫苗中。陶医生在这些疫苗说明书中看到了Twain 8,却从未想过它是用来做什么的。现在他终于填写了这些知识。
陶博士发现了一个现象:上面提到的进口疫苗,涉及四大疫苗巨头的不同疫苗类型,似乎都没有什么规律可循,但即便是都用Twain 80,会不会暴露出疫苗的一些隐藏共性?
吐温80最初是一种油性液体
得知这一现象后,陶博士有一种隐隐的不安:国内疫苗没有使用吐温80的疫苗!
这到底是怎么回事?疫苗行业的专家无法给我一个合理的解释。
陶博士只能个人认为,这可能只是中外疫苗行业的做法,而不是非要用Twain 80。中国疫苗不使用Twain 80,在疗效和安全性上并不逊色于这些疫苗巨头的产品。如果有专家能给出更合理的解释,陶博士想听听细节。
为什么陶博士说未来表面活性剂的使用会越来越多?
由于新冠肺炎疫苗竞争中令人惊叹的mRNA技术,必须使用脂质纳米粒包裹mRNA,以确保后者不被降解并转运到人体细胞中合成病毒抗原蛋白。
由于使用脂质,以水为载体接种人体,理论上,mRNA疫苗需要表面活性剂将脂质纳米粒分散到整个疫苗水溶液中。这是陶博士的猜测。为了验证,我检查了辉瑞-BioNT mRNA疫苗的成分如下:
http://t.cn/A6fK7Ke9
该清单将疫苗成分分为四类:活性成分、脂类、盐类和其他。
有效成分为mRNA;脂质有四种,看起来是不同的脂质,应该是脂质纳米粒的成分;盐中的磷酸盐可能是调节疫苗pH值的缓冲剂,而氯化钾和氯化钠的使用并不明确,或许是为了调节渗透压;其他的只有蔗糖,可能有稳定剂的作用,也可能是维持一定的渗透压。
总之,这个成分表中没有吐温80,也没有其他看起来像表面活性剂的成分。我该怎么办?
我也查了Moderna的mRNA疫苗成分,属于这四类。脂类和盐类的具体成分与辉瑞疫苗不同,有效成分与其他辉瑞疫苗相同。我没有发现吐温80或类似表面活性剂的东西。我该怎么办?
http://t.cn/A6fKzano
但是表面活性剂的原理是水和牛奶混合,mRNA疫苗里面有牛奶和水,所以不加表面活性剂是合理的!
陶医生没有放弃,检查了两种疫苗的脂质成分,最终找到了嫌疑人:PEG 2000!
呵呵,证据如下:
再搜一遍,妈妈啊!原来,大眼胆固醇是纯天然的表面活性剂!我还学会了一个英文单词:表面活性剂,真的很赚钱!
也罢,不学化工的不知道正常不正常,对吧?
四种脂质成分中有两种是表面活性剂,足够了;另外两个组件要么是超长字符串,要么是神秘的特殊代码,我只能撤退放弃。
总之,随着mRNA疫苗的兴起,表面活性剂将成为疫苗成分中不可忽视的一部分,其排名应该高于防腐剂,因此有必要加强对其安全性的研究。在使用吐温80的其他药物的大规模使用中,已有严重不良反应的报道。
我已经讲完了疫苗的五大组成部分,我很享受科普。希望你的阅读体验也是如此。
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