疫苗是如何工作的?
什么是疫苗以及它的工作原理是什么?
[前景是两支针头交叉的注射器。背景是漂浮着的超大病毒粒子。]
疫苗是人类最伟大的成就之一,在保护我们免于疾病方面具有极其重要的意义。
[镜头向外拉,我们看到两个小人举着注射器,注射器在他们手中就像交叉的剑。碰到注射器针头的一刹那,病毒粒子“啪”的一声就消失了。]
疫苗的研发源于全球各地的知识。
[“疫苗”二字环绕大地,形成一道盾牌。 卡通病毒粒子从旋转的地球上反弹。 ]
几个世纪以来,人们一直在使用抗病毒技术。
[一位女士一只手拿着一块抹布,标有“感染性脓液”的液体从抹布上往下滴。她用另一只手把液体揉进病人的手臂里。]
最早的一种接种方法是将被感染的人的脓液涂在健康人的身上,使其染上轻症,这种方法起源于数百年前的亚洲和非洲。
[一张地图上显示了非洲和亚洲,上面有红色的斑点在跳动。]
Mary Wortley Montagu夫人把它从土耳其传入了欧洲。一位名叫Onesimus的被奴役非洲黑人将其从西非引入北美。
[一张世界地图上显示知识从中东向欧洲传递、从西非向北美传递。随着知识的传播,红色的斑点逐渐变成了纯浅紫色。]
[场景切换到一个大型卡通注射器。 三头牛漂浮在里面。 ]
18世纪晚期,Edward Jenner发现,接触过牛痘的患者可以避免感染天花。
[随着注射器的活塞往里压,三只牛被挤了出来,取而代之的是“接种疫苗”这个词。]
他把这一过程称为“疫苗接种”,以拉丁语“奶牛”一词命名。
[镜头在大注射器上摇摄。一头牛站在注射器针头上,屏幕上出现一行字:“VACCA = 奶牛”。]
[牛哞哞叫]
[镜头追踪跟摄一个疫苗注射器动画。横线上的标记指的不是注射器的剂量,而是年份,从1900年到2000年。]
到1900年,我们已经有了针对霍乱、狂犬病、伤寒和鼠疫的疫苗。在接下来的一百年里,事情开始似滚雪球般发展。
[随着注射器活塞的移动,人类开发疫苗所针对的疾病名称也随之出现。]
疫苗对从前一些致命的疾病提供了极好的防护,且疫苗现在比其他任何一种医疗程序挽救了更多的生命。
[来自世界各地的各种疫苗的海报随之展开。]
但是,疫苗的工作原理是什么?首先,让我们看看他们试图做什么。
[一个大型注射器动画喷出显示“疫苗”一词的液体,液体落入一个碗中。]
我们的自然免疫系统真是不可思议。可以把它想象成一个会很多烹饪方法的厨师。
[碗里的液体由厨房的厨师搅拌。柜台上有一本名为《疫苗食谱》的食谱。]
它可以烹调出对一系列疾病的抵抗力。而疫苗就像烹饪书一样指导我们的厨师掌握新的食谱。
[还有两个分别标着“死亡的病毒”和“弱化的病毒”的罐子。]
大多数疫苗使用弱化或死亡的病毒,或者无害的病毒外壳,来刺激我们的免疫系统。它们将免疫“食材”输送给我们的身体,我们的免疫系统会利用这些食材迅速生成一种食谱来保护我们免受病毒的侵害。
[厨师把“弱化的病毒”和“死亡的病毒”倒进她的搅拌碗里。]
因此,如果我们在将来的某个时候遇到这种病毒,我们的免疫系统会记得如何清除它。
[厨师现在站在一家快餐店的窗口后面。窗口放了一张画着病毒的餐票。厨师把碗端了上来。]
[叮,服务铃响了]
几十年来,研究人员一直在研究另一种疫苗——信使RNA,或mRNA疫苗。
[研究人员拿着注射器。文字内容为“信使RNA”。]
[场景切换为一条mRNA链漂浮在屏幕上。mRNA是波浪型单螺旋结构。]
mRNA已经存在于我们所有人的体内。它的工作是传递制造蛋白质的指令,蛋白质分子在我们体内起着各种各样的作用,
[一段mRNA向上舞动,看起来像一个路标。双臂展开。]
比如聚集我们的细胞,
[mRNA路标的顶部分支上出现一行字:“提供结构”。]
帮助运动我们的肌肉,
[mRNA路标的第二分支上出现一行字:“移动肌肉”。
保护我们免受病毒的侵害。
[mRNA路标的底部分支上出现一行字:“防止传染”。]
mRNA疫苗向我们的免疫细胞传达非常特有的和有效的指令。
[一本烹饪书上写着“食谱和配料”,上面显示标着mRNA的注射器。]
对于COVID-19,mRNA告诉我们的身体如何制造导致COVID-19的SARS-CoV-2病毒的外壳上的刺突蛋白。我们的免疫细胞按食谱烹饪,看, 一种无害的,但可识别的刺突蛋白产生了。
[一位厨师一边搅拌碗里的材料,一边阅读一本名为“突刺蛋白”的烹饪书。随着她不断搅拌,一种像SARS-CoV-2表面的刺突蛋白一样的物质在碗里出现。]
这样一来,我们的免疫系统学会了如何在不接触实际病毒的情况下发现和摧毁SARS-CoV-2。
[快餐店窗口出现一张画着SARS-CoV-2的餐票。厨师拿出盛有刺突蛋白的碗。]
[叮,服务铃响了]
当COVID-19大流行爆发时,我们之所以能够如此迅速的研发出mRNA疫苗,是因为研究人员已经研究了30多年。
[一幅SARS-CoV-2病毒粒子画溶解在一个由刺突蛋白、注射器和秒针不断旋转的时钟组成的万花筒中。]
但制造安全和成功的疫苗,不仅仅需要科学家的参与。
[镜头先绕着科学家和注射器摇摄,最后聚焦在一个正在接种疫苗的病人身上。]
在疫苗被认定为是安全有效之前,它必须经过无数次测试。最后三个阶段是在志愿者身上进行测试,他们来自各种不同的背景环境。每个阶段都有更多的人参与,所有新疫苗都经过这些试验,包括COVID-19疫苗。
[一排排的人站了起来,一个接一个,都接种了疫苗。]
来自世界各地的科学家、医学人才和志愿者以前所未有的速度实现了这一目标。
[一个地球在接种疫苗的人群身后升起。]
但在COVID-19大流行中,即使疫苗接种人数攀升,也还有更多工作要做。
[一排注射器的活塞被挤压,挤出一条逐渐上升的线,代表越来越多的人接种了疫苗。镜头向外拉,我们看到更多仍装满疫苗的注射器和一条陡峭的虚线,表达出我们在全世界都成功接种疫苗之前还有多长的路要走。]
世界各地的每个人都需要尽快接种疫苗。 继续教育以消除疑虑并建立对疫苗的信心也很重要。我们有能力结束这场大流行,而疫苗将帮助我们实现这一目标。
[SARS-CoV-2病毒粒子动画在一群剪影中晃动。一个剪影由暗转明,发出金色的光芒,然后光芒蔓延到整个人群。]
[演职员表。]
COVID-19时代的疫苗问题
疫苗改变了人类历史。在过去两百年里,疫苗减少、消灭了疾病,甚至根除了天花这一困扰人类几个世纪的疾病。
因此,当一种快速传播且危险的疾病——COVID-19——出现时,科学家也以前所未有的速度研发了防御这一新产生威胁的防线。COVID-19 疫苗利用了数十年的研究和新技术,但其中大部分并不为公众所熟悉。
尽管全球已有数十亿人接种了疫苗,但其他人仍有疑问,有些是关于COVID-19大流行的新问题,有些是与疫苗问题一样老生常谈的问题。
由J. Marvin/Osler Library of the History of Medicine,McGill University提供
由 M. Corvello/Wikimedia Common提供
这是最基本的问题,人们想了解疫苗是否能保护他们免受病毒侵害。
在美国,在疫苗开始投入使用之前,必须经过精心构建的临床试验。一组人注射了真正的疫苗,另一组人注射了安慰剂(例如注射盐水等中性物质),科学家和受试者都不知道谁接种了哪种。然后,经过一段时间后,将对这些组进行比较,看看他们的感染率或感染或疾病的严重程度是否存在差异。美国所有的COVID-19疫苗都经过了严格的临床试验,所有疫苗都被证明可以降低感染率和因COVID-19而导致重病的风险。
为了判断疫苗的效果如何,科学家进行临床试验以测量与未接种疫苗的人相比,它在降低感染或疾病风险方面的效果。例如,假设有 200 人参加试验,其中100人接种疫苗,而另一半接种安慰剂。如果安慰剂组中有50人被感染,而接种组中只有10人被感染,这意味着疫苗将疾病风险降低了80%。在美国所有授权的COVID-19疫苗都经过了数万名试验参与者的测试。所有这些都证明疫苗在预防因COVID-19而住院和死亡方面非常有效。
专家们想了解疫苗的效力(疫苗在临床试验中的表现如何)及其有效性(它在现实生活中的表现如何)。随着Delta和Omicron等新变体的出现,COVID-19疫苗的有效性正在不断接受监测。
但即使是效力较低的疫苗也可以挽救生命并防止大范围感染。例如,针对不同的流感病毒株,流感疫苗的效力每年都在变化,平均效力为40%。即便如此,它们每年在美国预防数百万流感病例和数千人死亡。
自18世纪William Jenner创造了“疫苗”一词并研发出第一种预防天花的疫苗以来,人们一直担心疫苗的副作用可能比疾病更严重。这是人们对疫苗犹豫不决的主要原因。
从那以后,公共卫生专家一直在努力解决这一问题。很难说服健康人群通过采取具有潜在风险的行动来保护自己的健康,即使不采取这种行动带来的风险要大得多。
包括新疫苗在内的所有疫苗背后都有数十年的研究和久经考验的测试技术。当我们对副作用有疑问时,医生、护士和其他医疗保健提供者可以成为可靠的谈话对象。
DR. JENNIFER NUZZO, Associate Professor, Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health: When you get vaccinated, your muscle cells take up the vaccine.
In the case of mRNA vaccines, your muscle cells take up messenger RNA that your muscle cells use to make the spike protein, which is the protein that the virus that causes COVID-19 uses to enter your cells.
Your cells make that spike protein so that your immune system can see it and be trained to recognize it.
The vaccine though doesn't circulate around your body. It's just taken up by your muscle cells.
The muscle cells use the mRNA, they make the spike protein. Your immune system goes after it. And then after a few weeks, it's gone. Gone from your body entirely.
No more spike protein, no more vaccine, gone.
What's left behind though is the knowledge of what that spike protein looks like, and your immune system uses that knowledge to respond if it ever sees the virus trying to enter your body.
[MUSIC PLAYING]
重要的是要承认,正如药物可能有副作用一样,疫苗也可能有副作用。这就是为什么监测副作用是任何临床试验的一部分,并在疫苗投入使用后仍继续进行。同样重要的是,也要了解疫苗可预防的疾病所具有的巨大风险。
接种疫苗的好处远远大于像COVID-19这样的疾病可能带来的短期和长期并发症。例如,心肌炎,或心肌炎症,是COVID-19疫苗带来的一种非常罕见的副作用,据记录,这种副作用主要发生在男性青少年和年轻人中。但感染COVID-19后同样患上心肌炎的风险高出数倍。
纽约市Weill Cornell Medicine儿科主任Sallie Permar说:“与我们所知的病毒相关性心肌炎相比,疫苗引起的心肌炎是轻微的。”她指出,根据自己的经验,COVID 19引起的心肌炎需要更长的住院时间,甚至需要挽救生命的干预措施。在接种疫苗后患有的大多数心肌炎病例中,患者通过治疗和休息可以完全康复。
关于疫苗会如何影响现有健康问题的问题很常见。
那些患有潜在疾病且难以获得高质量的医疗服务的人群,就像那些继续面临医疗种族主义和不平等的医疗服务的人群一样,包括黑人、拉丁裔、美洲原住民和许多移民社区,他(她)们对这类问题的疑虑和担忧可能更难处理和解决。
潜在疾病使我们面临严重疾病风险增加,包括COVID-19。因此,疫苗试验的设计在一定程度上是为了测试疫苗对具有不同疾病的人是否安全有效。在美国,三种COVID-19疫苗的试验对象包括具有常见健康问题的数千人:在测试的最后阶段,至少有20%的参与者患有高血压、糖尿病、慢性肺病、艾滋病或肥胖症。这些试验的研发者认识到,能够反映人群多样性的志愿者的参与非常重要,试验表明,这些疫苗在有潜在疾病的人群中是安全有效的。
除了鼓励接种疫苗外,公共卫生专家强调,我们还必须解决长期存在的不平等问题,这种不平等根源于种族主义和经济差距,阻碍人们获得健康和福祉所需的资源。“我们真的需要解决一些长期存在的问题,”Johns Hopkins University卫生和医疗公平教授Lisa Cooper说。比如获得安全的住房、水资源、食物、可供支付生活所需工资的工作,以及医疗保健服务…这样,人们可以尽可能地保持身体健康,在出现大流行这样的危机时,他们将处于保护自己的最佳位置。”
曾经存在过一段有害和不道德行为的历史,政府和公司在执行政策时没有考虑所有人的福祉。例如,美国政府在1932年至1972年间开展的臭名昭著的Tuskegee研究,几十年来一直拒绝对受感染的黑人进行梅毒治疗,一些参与者甚至因此而死亡。在20世纪之交,有时通过夜间警察突袭对贫困、移民和黑人社区强制进行天花疫苗接种。
这种不信任并不仅限于受到伤害和边缘化的社区。在波士顿上一次天花爆发期间,即1900年代初期,政治上具有强大话语权的白人社区抵制强制接种疫苗,理由是政府过度干预和侵犯个人自由。
今天,尖锐的政治分歧加剧了对政府和医学专家的不信任。建立信任和信心需要透明度并与社区合作伙伴合作,提供有关COVID-19的教育和获得接种疫苗的机会。在纽约市,卫生局(Department of Health,DOH)与所有行政区的数十个团体合作。
通过值得信赖的社区合作伙伴进行的卫生推广工作已被证明是有效的;例如,在一项研究中,黑人理发师鼓励黑人顾客在他们的理发店与受过专门训练的药剂师会面,以服用降压药。顾客降低了他们的血压并成功地维持降低血压。
不同的致病病毒会导致不同的免疫反应。对于某些疾病,感染者会获得终身免疫。但对于COVID-19和流感等其他疾病,人们可能会多次感染,使他们容易受到疾病及其并发症的影响。
已有证据表明,COVID-19疫苗有助于降低患过该疾病的人再次感染的风险,这在社区感染率高的地区和在流行新的、危险的变体的时期尤为重要。研究还表明,人们对COVID-19感染的反应不同;有些人在康复后不会产生免疫力。即使在感染了COVID-19后,接种疫苗也会降低再次感染的风险。
此外,接种疫苗不仅仅是为了个人安全。接种疫苗的人可以限制每个人的传播和感染。我们需要了解疫苗接种给我们的朋友、家人和其他可能更脆弱的社区成员带来的好处。我们是一体的!
社区免疫倡议是在疾病控制和预防中心以及博物馆和图书馆服务研究所的资助下实现的。有关更多信息,请访问www.communitiesforimmunity.org
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Irma和Paul Milstein家族为COVID-19资源中心及其相关的教师专业发展计划提供了慷慨的支持。