从猪流感在墨西哥首次报道的那天起，不到四个月就演变成了一场全面的全球性大流行。那么，阻止病毒感染全球大部分地区的有效方法是什么？广泛接种疫苗——这就是为什么美国卫生官员正在辩论一项全国性猪流感疫苗接种计划，该计划将强制生产 6 亿剂疫苗，这比每年为应对季节性流感接种的 1.15 亿剂疫苗的五倍多。
由于流感病毒以其善于变异而闻名，大规模疫苗接种计划将要求制造商快速生产大量疫苗。
不幸的是，对我们所有人来说，当前的疫苗生产方法——已使用半个多世纪——不太可能生产出紧急情况下所需数量的疫苗。如今的疫苗生产非常缓慢、昂贵且效率低下，以至于美国卫生与公众服务部在 2006 年拨款 10 亿美元用于开发新技术。
随着猪流感疫苗的首次试验目前正在澳大利亚进行，如何快速生产大量疫苗的问题从未如此紧迫。特别是，三种正在开发中的新技术可能是在下一次大流行发生时的答案。
疫苗通过向人体暴露称为抗原的颗粒来起作用，这些颗粒会触发免疫反应。在大多数现代疫苗中，抗原以灭活病毒片段的形式存在。当身体感知到这些颗粒时，它会启动专门的免疫防御，包括产生称为淋巴细胞的免疫细胞，这些细胞学会识别和攻击病毒 DNA。一旦身体消灭了入侵者，它就会储存对该特定入侵者的“记忆”多年，以防范未来的感染。
生产疫苗的传统方法是将活病毒注射到受精的鸡卵中，然后让卵孵化并感染病毒。之后，取出卵内的液体并与称为福尔马林的防腐液混合。它使病毒无法引起感染，但仍然会引发免疫反应，从而保护疫苗接种者免受未来感染。并非所有疫苗都使用相同的过时系统生产；例如，称为 Gardasil 的 HPV 疫苗于 2006 年获得 FDA 批准，是在酵母细胞中生产的。但流感疫苗仍通过鸡蛋生产。
不幸的是，这个过程充满了问题：它很慢（鸡蛋通常需要孵化大约半年），效率低下（平均而言，一到两枚鸡蛋才能产生一剂疫苗），而且不可靠：鸡蛋不仅会变质，而且病毒的产生速度也可能不同。因此，它们产生的血清可能太弱或不纯，无法在副作用发生率最低的情况下提供免疫力。
出于这些原因，科学家们正在研究新的方法来解决这些问题。当然，新方法通常也会带来自己的问题，研究人员必须在技术准备好大规模生产之前解决这些问题。
不吃完疫苗就不能吃甜点
一种技术涉及基因改造可食用植物以生产疫苗抗原。科学家已经开发出一种能增强乙型肝炎免疫力的土豆，并且正在研究生产疫苗的花生。印度勒克瑙国家植物研究所的Rakesh Tuli正在开发添加了抗原的坚果，以预防霍乱和狂犬病。他说，由于坚果作物蛋白质含量高，它比叶类植物更有效地生产疫苗抗原。事实上，他的分析表明，一个足球场大小的地块可以产生 4.5 亿剂疫苗。“两英亩的土地足以给印度人口接种疫苗，”Tuli 说。
不幸的是，尽管这些植物显示出希望，但这些可食用疫苗是否会大规模生产用于流感或其他疾病仍然值得怀疑。尽管有 Tuli 等研究人员的热情，但这种技术在环保人士中仍然存在很大争议。亚利桑那州立大学的疫苗研究员Hugh Mason（他曾帮助开发第一种可食用疫苗）说：“在过去的几年里，我们认为在食品中生产[疫苗]可能不是一个好主意。“无论你多么小心，即使你制定了规定，总有可能有人不遵守指导方针，”他解释说，从而用转基因植物污染野生植物或农作物。如果转基因植物逃逸到自然环境中，它们可能会污染水源、不可逆转地改变野生动植物物种，甚至进入人类食物链，这在 2002 年差点发生。
还有抗原法规的问题。由于许多这些转基因疫苗旨在食用，因此很难确切地规定一杯土豆或一把花生能提供多少抗原。“最终，可食用疫苗可能会失去其抗原活性，”Mason 说。
尽管如此，一些科学家仍然相信植物生产的疫苗，他们说这些植物可以在温室中种植，以确保转基因植物材料与野生动植物分开。“我们说的是隔离、受保护的种植，以确保疫苗植物不会与非疫苗植物混淆，”Tuli 说，他认为一个英亩大小的温室的成本与新方法的效率和节省相比微不足道。
感染植物以拯救人类
为了避免改变植物基因带来的问题，其他研究人员正在研究一种不从根本上改变植物 DNA 的植物技术。相反，这种方法将人类感染病毒（如流感）的一小部分 DNA 与一种称为烟草花叶病毒的植物病毒结合。这种杂合病毒然后感染植物，最终杀死植物——但不是在病毒复制并在此过程中产生大量疫苗蛋白之前。在这种技术中，人类病毒的 DNA 不会整合到植物的基因中，因此它不存在于种子或花粉中。此外，含有杂合病毒的植物可以被轻松焚烧。
亚利桑那州立大学的Charles Arntzen（他曾与 Hugh Mason 一起研究植物疫苗）说：“由于病毒会杀死它所寄宿的宿主，它不会传播并出现在其他地方。“病毒试图像病毒一样行事，复制和繁殖它的基因。但它不会制造病毒，而是制造我们感兴趣的蛋白质。”提取疫苗将很简单；制造商可以挤压烟草叶的亮绿色汁液，收获人类病毒 DNA，然后销毁任何剩余的基因混合病毒的痕迹。
Arntzen 说：“由于[烟草病毒]会杀死它所寄宿的宿主，所以它不会传播并出现在其他地方。“从环境角度来看，它是一种死端的遗传机制，但我们可以利用它来制造我们感兴趣的东西。”这种方法比可食用疫苗更可行，原因有两个：烟草植物没有永久性的基因改变，这意味着环境影响的风险大大降低，而且疫苗以液体形式提取然后作为注射剂使用，这意味着没有腐烂的土豆或不可预测的疫苗剂量。
一种害虫消灭另一种害虫
研究人员希望促进疫苗生产的第三种方法不涉及植物，而且它可能是最接近让你在附近注射疫苗的方法。在这种技术中，研究人员将一段病毒 DNA 注入大肠杆菌的基因序列中，然后让这种杂合细胞繁殖并产生所需的抗原。只需一天就可以生长足够的细菌来填满一个 1000 升的罐子——足以提供约 4 亿剂流感疫苗。如果美国卫生官员继续推进他们的免疫接种活动，这相当于所需剂量的三分之二。与今天的鸡蛋基技术相比，这也有了显著的对比，鸡蛋基技术大约需要六个月才能生产出区区 1 亿剂疫苗，这是VaxInnate（一家处于细菌基疫苗生产前沿的公司）的首席执行官 Alan Shaw 的说法。
细菌过程需要低技术设备和更少的人工来生产大量剂量，这意味着比鸡蛋基方法生产的疫苗更便宜。该方法相对较新，但许多基于细菌的疫苗已被证明有效：VaxInnate 生产的季节性流感疫苗在临床试验中成功保护了人类，该公司最近测试的猪流感疫苗使小鼠免疫了该病毒。
尽管如此，专家们无法确定通过任何一种新技术生产的疫苗是否能够取代鸡蛋方法。此外，即使我们转向细菌或植物基疫苗生产，也难以预测更低的制造成本是否会转移到消费者身上——就药品而言，生产疫苗或药物的成本只是决定你在医生办公室支付多少的众多变量之一。
但必要性可能会带来进步。随着新疾病菌株的不断出现，以及全球化和旅行使疾病更容易跨越地理边界传播，迅速生产大量有效疫苗的能力变得越来越重要。“我认为我们人类将越来越多地面临的一件事是，”Shaw 说，“将是某种新兴病原体在某个地方爆发。”虽然死亡人数没有什么值得庆祝的，但像猪流感这样的流行病可能正是促进这些新技术并帮助我们过时的疫苗生产方法进入 21 世纪所需要的。
