COVID-19 大流行病可能让你对科学——特别是疫苗研发——有了之前不太了解的认识。也许你已经了解到疫苗通常需要数年时间才能生产出来。或者，你可能偶尔会想，我们依赖的数百万只鸡的蛋，它们的生活是怎样的？
如果你一直在想，正在开发的大约 200 种 SARS-CoV-2 疫苗究竟是如何工作的，那么你来对地方了。安大略省圭尔夫大学兽医学院的免疫学家 Shayan Sharif 说：“在设计这些预防性疗法时，其中既有艺术，也有试错的部分。” 研制这些疫苗的科学家们在可预见的未来也会继续进行这些试错，这给你充足的时间来了解他们正在做什么。
疫苗的作用
疫苗的本质是欺骗我们的免疫系统，让它以为有感染。这样，如果病原体真的出现在体内，它就会发展出一整套消灭该病原体的策略。
Sharif 说：“疫苗学家应该能够欺骗免疫系统，让它认为这是非常严重且灾难性的事情，从而迅速做出反应。” 通常，疫苗会试图通过一种特定的蛋白质来触发这种反应——这种蛋白质位于病毒自身的外层。对于 SARS-CoV-2，研究人员已经开始尝试重现一种病毒表面成分：刺突蛋白，它就像一个皇冠（或者说，“corona”）一样遍布病毒表面。
制药研究人员选择的疫苗类型决定了这种蛋白质如何与我们的免疫系统接触。一些疫苗会将一种功能稍弱的病毒释放到我们体内。如果研究人员恰当地对其进行处理，这种改良后的病毒——以及覆盖其表面的蛋白质——就能在不让我们生病的情况下激发我们的免疫系统。 削弱病毒部分能力的一种方法是在另一种物种中培养它，就像研究人员使用那些珍贵的鸡蛋来生产流感疫苗一样。
开发者还可以通过将其暴露在高温或甲醛下，使病毒的威胁性降低，从而产生所谓的灭活疫苗。Sharif 将这一过程比作制作鳄梨酱。“他们把它们捣碎，”他说。“他们尽一切努力确保病毒不再存活。” 然后，疫苗中的其他成分会使被破坏的病毒“具有吸引力”。Sharif 说，开发者可能会添加类似铝基产品的东西，它们会聚集剩余的表面蛋白。这些聚集物更容易被免疫系统检测到。 北京科兴控股生物技术有限公司正在研发其中一种疫苗。
外包生产
还有一些疫苗能让我们的细胞自行产生帮助我们抵抗病毒的关键蛋白质。其中两种被称为 DNA 和 RNA 疫苗。DNA 疫苗将 SARS-CoV-2 的蛋白质基因注入我们的细胞。一旦进入细胞，这些 DNA 就会被当作我们自身的遗传信息来处理。我们的身体会制造 RNA——基因的临时副本——并根据这个模板来构建病毒蛋白质。而 RNA 疫苗则省去了生产过程中的一些步骤。这些疫苗直接提供 RNA 模式，细胞则从中组装蛋白质。
这些类型的疫苗之所以吸引研究人员，是因为它们相对生产速度快。“从知道蛋白质是什么到制造能够转录成该蛋白质的 RNA，可能只需要 30 到 40 天，”罗切斯特大学医学中心 (University of Rochester Medical Center) 的免疫学家 Michael Pichichero 说。虽然目前美国还没有批准使用 DNA 或 RNA 疫苗，但这可能很快就会改变：Moderna 公司处于领先地位的 SARS-CoV-2 候选疫苗之一就是 RNA 类型。
为了使 RNA 或 DNA 疫苗成功发挥作用，至关重要的是遗传物质能够进入我们的细胞，到达能够正确增殖病毒蛋白的蛋白质生成机制。有时，疫苗开发者会通过将 DNA 或 RNA 塞入另一种病毒的基因组中来确保这一点，并依靠该病原体作为一种运输容器。这些被称为“病毒载体”疫苗。别担心，你不会因为载体而生病——研究人员会禁用该病毒以防止这种情况发生。例如，强生公司正在研发一种 SARS-CoV-2 疫苗，它将必需的蛋白质基因插入一种能够进入我们细胞但缺乏自身 DNA 复制基因的病毒中。
直奔主题
还可以创建一种不迫使细胞制造病毒蛋白，而是直接递送蛋白质的疫苗。一些公司也在研发这种类型的 SARS-CoV-2 疫苗，这类疫苗通常被称为蛋白基疫苗。
其中一些蛋白基疫苗已用于其他病原体，例如乙型肝炎。它们的制作过程也很耗时。蛋白质就像折纸——一开始是长长的基本组成部分，然后复杂地折叠成最终形状。Pichichero 说，蛋白质的生产过程会引导细胞在特定位置精确折叠，但要在实验室中复制这一系列事件需要大量的试错。如果冠状病毒发生变异并轻微改变蛋白质的形状怎么办？Pichichero 说：“嗯，如果你使用 RNA 技术，你可以在一个半月内制造出疫苗。如果你使用其他方法，你就得重新开始。”
总的来说，疫苗开发者在上述的“重新开始”阶段花费了大量时间。免疫系统的复杂性使得它成为一个难以驾驭的庞然大物，即使是研究人员有时也会对自己的成功感到惊讶。Sharif 说：“我们并不确切地知道为什么有些疫苗效果如此之好。”
目前正在开发的 SARS-CoV-2 疫苗中，哪一种会获得这种运气？也许是 Moderna 的领先者，也许会来自赛程中的一匹黑马。很难说，因为赛道上已经有 200 种了——可能还会更多。
