疫苗作为预防疾病最有效的策略之一，在人类健康史上发挥了不可替代的作用。从最早的活疫苗到现代的重组蛋白和mRNA疫苗，疫苗技术的每一次突破都标志着人类对疾病防控能力的显著提升。来自美国威斯康星大学麦迪逊分校的Sonal Gupta和Sabine Pellett在 Toxins 期刊上发表了一篇题为《Recent Developments in Vaccine Design: From Live Vaccines to Recombinant Toxin Vaccines》的综述文章，系统回顾了疫苗技术的发展历程，并重点探讨了针对细菌毒素的疫苗设计新进展。

研究背景

疫苗的雏形可以追溯到18世纪末的天花接种，尽管这种方法有效，但风险极高。随着爱德华·詹纳 (Edward Jenner) 发现牛痘可预防天花，疫苗的概念正式诞生。此后，减毒活疫苗和灭活疫苗成为主流，例如麻疹、腮腺炎和风疹疫苗，这些疫苗通过模拟自然感染激发强烈的免疫反应，但存在毒力恢复的风险。

20世纪末，基因工程技术的兴起推动了重组蛋白疫苗的发展。这类疫苗仅包含病原体的特定抗原 (如乙肝表面抗原)，安全性更高，但需依赖佐剂增强免疫原性。与此同时，针对细菌外毒素的类毒素疫苗 (如破伤风和白喉疫苗) 通过化学灭活毒素制成，虽有效但面临生产复杂和批次差异等问题。

研究过程与结果

近年来，基于结构功能研究的重组毒素疫苗成为新热点。传统类毒素疫苗需大规模生产高毒性毒素并通过甲醛灭活，而重组技术通过基因改造直接去除毒素的生物活性，同时保留其免疫原性。例如，破伤风毒素的基因去毒变体8MTT在小鼠实验中展现出与传统类毒素相当的免疫效果，且生产更安全。类似地，针对肉毒杆菌神经毒素 (BoNT) 的重组疫苗通过表达无毒的HC或LC-HN片段，避免了活性毒素生产的风险。

COVID-19大流行加速了mRNA疫苗的应用。这类疫苗通过脂质纳米颗粒递送编码抗原的mRNA，宿主细胞直接表达目标蛋白，激发免疫反应。其优势在于快速设计和量产，但需超低温储存，限制了在资源匮乏地区的推广。此外，mRNA技术也被探索用于被动免疫，例如通过编码中和抗体片段防御肉毒毒素。

疫苗设计的未来将结合病原体特性与宿主免疫机制，选择最优技术组合。例如，针对高变异病原体 (如HIV) 或多种血清型毒素 (如肉毒杆菌)，需开发广谱或联合疫苗。重组毒素与mRNA技术的结合，尤其是编码去毒抗原的mRNA疫苗，可能成为下一代疫苗的重要方向。

研究总结

从詹纳的牛痘疫苗到COVID-19的mRNA技术，疫苗科学始终在创新中前行。随着分子机制研究的深入和技术的交叉融合，更安全、高效的疫苗将继续为全球公共卫生保驾护航。这篇综述不仅总结了疫苗技术的里程碑，也为未来研究提供了宝贵的视角。

原文出自 Toxins 期刊：https://www.mdpi.com/2471184

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/toxins

Toxins 期刊介绍

主编：Jay Fox, University of Virginia, USA

期刊主要涵盖了由生物体产生的各类毒素领域的相关研究。

2023 Impact Factor：3.9

2023 CiteScore：7.5

Time to First Decision：20.3 Days

Acceptance to Publication：2.9 Days

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