作者Jeremy Berg，皮特大学计算和系统生物学教授，科学战略和规划副校长。2016年至2019年，他担任the Science family of journals的主编。
今年冬天，随着第一批SARS-CoV-2疫苗的交付，供应商和外行人都对这些疫苗背后的技术产生了疑问。我们认为入门会有帮助。
使用抑制病毒
75年前，乔纳斯·索尔克(Jonas Salk)和他的合作者在匹兹堡开发了一种急需的脊髓灰质炎疫苗，这种疫苗使用的脊髓灰质炎病毒株经福尔马林治疗后被灭活。与此同时，Albert Sabin开发了一种基于脊髓灰质炎病毒弱化(减毒)毒株的疫苗。减毒后的病毒能够感染某些细胞，但不致病(除非在非常罕见的情况下)。它可以口服，而索尔克小组的疫苗需要注射。
只使用病毒片段
两种思路结合在一起，为下一阶段的疫苗开发奠定了基础。首先，基因工程方法使科学家能够非常精确地修改细胞和病毒。二是免疫学知识扩大。科学家们发现病毒的哪一部分能引起最好的免疫反应。例如，我们的身体可以产生抗体，与病毒表面的蛋白质结合，在某些情况下，缩短病毒感染。因此，似乎疫苗可以仅仅以这些病毒表面蛋白为基础，而不需要完全消除对疫苗本身可能引起感染的恐惧。
科学家们已经成功地使用了这种方法。通过在实验室中生产大量的基因工程病毒蛋白，他们已经研制出了对抗人类乳头瘤病毒(HPV)的有效疫苗，这是一种可以导致宫颈癌和其他癌症的病毒。
利用替代病毒
一些疫苗开发人员使用完全不同的病毒，为了不引起疾病而进行改造，从危险的病毒中产生表面蛋白。这种方法产生了第一个批准的对抗埃博拉病毒的疫苗。数百个团体正在使用类似的方法，根据SARS-CoV-2表面存在的所谓“刺突”蛋白，生产针对COVID-19的候选疫苗。其中一些候选疫苗，包括来自牛津大学和阿斯利康的疫苗，使用修饰腺病毒作为载体病毒。在匹兹堡大学，疫苗研究中心主任、微生物学和分子遗传学教授Paul Duprex和他的合作者正在开发一种改良麻疹病毒作为疫苗(见上文)。
一旦开发和测试完成，其中一些疫苗可能会被批准在美国使用。
注入构建病毒片段的指令
一种更为简化的方法已生产出首批批准的SARS-CoV-2疫苗。当细胞产生蛋白质(包括病毒蛋白质)时，基因组中的蛋白质信息被转录成mRNA。信使rna随后进入细胞内的蛋白质工厂，在那里被翻译成蛋白质本身(因此被称为信使)。这些mRNA分子被用来制造前面讨论过的病毒。因此，研究人员想知道，mRNA能否在实验室制造并直接注射?
有明显的障碍。信使rna分子需要进入细胞产生蛋白质。此外，RNA分子非常容易分解。幸运的是，科学家们了解到，将mRNA包装在类似脂肪分子的小球(称为“脂质体”)中，并进行一些额外的修饰，这两种方式都能使mRNA进入细胞，并帮助保护这些信息。但这种未经证实的方法是否有效?
由辉瑞公司和Moderna公司研制的SARS-CoV-2疫苗使用SARS-CoV-2“尖峰”蛋白mRNA，临床试验表明，这些疫苗以惊人的效率保护接种的研究志愿者免受COVID-19感染。与蛋白质或病毒相比，制造RNA相对简单，这使得这些疫苗可以大批量生产。
索尔克团队的胜利让人们走出了充满铁肺、拐杖和恐惧的世界。现在，多亏了这些疫苗的突破——还有大量其他候选疫苗在流水线上——我们也能预见到一个更加正常的世界的回归。尽管如此，我们还是得戴上口罩，洗手，保持一段时间的距离。
mRNA技术:问题是什么?
任何新技术都会带来安全和其他问题和挑战。然而，对mRNA疫苗最大的担忧是，它们不会产生足够的免疫反应——然而，正如我们从临床试验结果中看到的，这不是问题。
同样，试验表明信使rna疫苗是安全的。直接使用mRNA应该没有问题。mRNA只是帮助产生刺突蛋白，然后自然降解。它不会以任何其他方式进入细胞，也不会发生变异。(顺便说一下，手臂酸痛和多次接种后可能出现的轻微疲劳是免疫系统发挥作用的迹象。)
信使rna疫苗的一个主要挑战是它们相对不稳定;这就是为什么它们必须保存在低温下，以防止mRNA损坏。辉瑞公司的疫苗需要在-70摄氏度或更低的温度下运输和储存，因此特别容易受到攻击，为世界上相当大比例的人口接种疫苗，增加了巨大的后勤挑战。
新闻旨在传播有益信息，英文原版地址：https://www.pittwire.pitt.edu/news/making-sense-various-covid-19-vaccine-technologies