生命是什么？這個(gè)問(wèn)題至今沒(méi)有確切又科學(xué)的答案。
人們只是知道最初的生命起源于有復制能力的分子，在生命漫長(cháng)的演化過(guò)程中，復制，始終是最底層的目的和邏輯。就像我們人類(lèi)，兩性繁殖就是一種復制，我們身體細胞的更新也是一種復制。復制需要原材料，所以人需要進(jìn)食，進(jìn)食的需要又生成采集狩獵這種攝取資源的需要，于是有生成適用于攝取資源的各種方式。究其根本，整個(gè)人類(lèi)社會(huì )的所有文化和組織方式，其源頭也就是復制。
只不過(guò)最原始的大分子在演化過(guò)程中并不是只走了一條路，動(dòng)物演化出攝取現成資源的方式，植物演化出通過(guò)陽(yáng)光自行生產(chǎn)的方式，而有的分子則演化出其他的方式，例如病毒。
病毒到底算不算生命？就這個(gè)問(wèn)題都有爭議。病毒沒(méi)有細胞，大體上來(lái)說(shuō)，它只有一段類(lèi)似染色體的東西，記錄著(zhù)幾條基因，以及一個(gè)包裹在外的蛋白質(zhì)外殼。病毒自己沒(méi)有復制的本事，它混進(jìn)其他生物細胞，欺騙這些細胞幫它們復制自身。但多數病毒太簡(jiǎn)陋，它只是粗暴的要求復制自己，而不像生物機體里的其他細胞，在復制自身的時(shí)候會(huì )注明需要的副本份數，所以病毒一旦開(kāi)始復制就停不下來(lái)，直至撕裂細胞，造成細胞死亡。生物身上死亡的細胞越來(lái)越多，健康就會(huì )受損。
病毒鉆入細胞內部為害，生物體內的免疫力要消滅病毒，就只能把受到入侵的細胞整個(gè)消滅掉，所以如果病毒侵襲的細胞過(guò)多，免疫系統就會(huì )殺死大量細胞，造成器官損傷。于是，如果免疫系統不能及時(shí)壓制病毒，那么就會(huì )造成危及機體生命的器官功能衰竭。2003年的SARS和2019年的新冠肺炎，都屬于這種情況。
很多人不大在意病菌和病毒的區分，它們其實(shí)是完全不同的兩種東西。病菌是感染的主要原因，在青霉素發(fā)現之前，受傷后的感染是人類(lèi)的噩夢(mèng)?？墒墙裉?，各種各樣的抗生素使我們可以直接殺死病菌。病菌是一種簡(jiǎn)單的細胞，抗生素可以作用于它的細胞膜、細胞壁、細胞器等等部位，也就是說(shuō)它的可打擊目標很多。相比之下病毒卻太簡(jiǎn)單了，難以找到一種物質(zhì)精確的作用于它，就像五百米外擊中十環(huán)很艱難一樣。所以直到今天為止，我們基本沒(méi)有直接針對病毒的藥物。本質(zhì)上，今天人類(lèi)對付病毒的方式，還是運用最原始的方式——自身的免疫力。
曾經(jīng)天花是一種致死率極高的疾病，以至于玄燁能夠繼皇位，其中的一個(gè)原因是，他得過(guò)天花——因為人們發(fā)現得過(guò)天花而沒(méi)有死的人，就不會(huì )再得天花了。這是為什么呢？
一般外來(lái)物很難進(jìn)入細胞，細胞自身也有防護。但是細胞也是需要某些外來(lái)物進(jìn)入的，所以就有細胞膜上的識別手段。而病毒進(jìn)入人體后，會(huì )通過(guò)蛋白質(zhì)外殼結構欺騙細胞，讓細胞誤以為是“合法來(lái)客”，得以進(jìn)入細胞內。進(jìn)入后，病毒用它的蛋白質(zhì)特征誘騙核糖體給它復制蛋白質(zhì)外殼，又通過(guò)別的方式誘騙RNA復制，然后再將兩者組裝，一個(gè)新病毒就出現了。
我們的身體在第一個(gè)病毒入侵的時(shí)候，就啟動(dòng)了免疫系統。免疫系統有很多種細胞，首先是巨噬細胞。巨噬細胞可以吃掉進(jìn)入我們身體的任何外來(lái)物——灰塵、死亡的細胞、癌變的細胞、細菌、病毒等等。巨噬細胞還有一個(gè)重要的工作，它把病毒切碎以后，從這些碎片里挑出一個(gè)最具代表性的樣本，然后頂在頭上——就像汽車(chē)的車(chē)標，然后游走到淋巴結。淋巴結里常駐著(zhù)一種免疫細胞叫T淋巴細胞，巨噬細胞帶著(zhù)病毒樣本與T淋巴細胞對照，一旦對上合適的T淋巴細胞，這個(gè)細胞就會(huì )被激活，大量繁殖，形成一支專(zhuān)門(mén)針對這種病毒的免疫細胞大軍，這支大軍主要有兩支部隊，一支叫殺傷淋巴細胞，一支叫輔助淋巴細胞。
殺傷淋巴細胞可以識別遭到病毒入侵的細胞，并把患病細胞消滅掉。
輔助淋巴細胞通過(guò)B淋巴細胞——B淋巴細胞的功能是識別外來(lái)入侵物——核實(shí)病毒身份，然后產(chǎn)生針對性極強的漿細胞——這就是抗體，而被識別的蛋白質(zhì)特則就叫做抗原。漿細胞的功能是附著(zhù)在病毒的蛋白質(zhì)外殼上，改變病毒蛋白質(zhì)外殼特征，使得病毒無(wú)法再騙開(kāi)細胞的大門(mén)。就這樣，病毒無(wú)法入侵細胞，也就無(wú)法復制自己，也就被消滅一個(gè)少一個(gè)。
消滅病毒后，這支軍隊就會(huì )解散，但是會(huì )留下一小部分，包括T淋巴細胞和B淋巴細胞。這樣當下一次這種病毒再次入侵的時(shí)候，免疫系統就能迅速反應，這也就是為什么得過(guò)天花的人不會(huì )再得天花的原因，因為反應迅速的免疫系統，在病毒導致癥狀之前，就已經(jīng)把病毒消滅了。
當然，免疫系統是一套龐大而復雜的工程，遠比以上所說(shuō)的復雜得多。很多時(shí)候在我們尚未感覺(jué)到的時(shí)候，病毒已經(jīng)被清除。有的時(shí)候，免疫系統需要時(shí)間，例如感冒癥狀大致需要一到兩周時(shí)間。另外，雖然我們總說(shuō)增強免疫力，但事實(shí)上免疫反應卻不是越強大越好，它也有個(gè)正常的幅度，過(guò)大就會(huì )造成問(wèn)題，例如過(guò)敏現象本質(zhì)上就是對某種物質(zhì)免疫反應過(guò)大造成的。
關(guān)于病毒和免疫系統就說(shuō)這么多，那么什么是疫苗呢？疫苗就是具有某種病毒的蛋白質(zhì)特征的——也就是抗原——而又不會(huì )導致人生病的物質(zhì)。
人類(lèi)最早的疫苗就是牛痘，是用來(lái)消滅天花的疫苗。不過(guò)牛痘利用的是天然病毒的近似抗原，可以說(shuō)具有相當高的偶然性，就像買(mǎi)彩票中了頭獎，是不具備可復制性的特例。后來(lái)的人工疫苗，是使用巴斯德滅菌法，通過(guò)加熱、脫水、氧化、迭代培養等一系列方式處理病毒，讓病毒的毒性減弱，從而達到不會(huì )讓人生病，卻能激發(fā)免疫反應的方法。再后來(lái)這種方式有了些改進(jìn)，即利用病毒殘片作為特則激發(fā)免疫反應——而不是整個(gè)病毒。到了1980年代以后，基因工程的出現，使得人們可以不用再培養病毒，然后分離致病部分和它的外殼，而只需要制造病毒的蛋白質(zhì)外殼，也就是它的特征，也就是抗原就可以了。其方式的原理很簡(jiǎn)單，一是控制生產(chǎn)病毒表面抗原的基因，二是找一個(gè)代理生產(chǎn)物，讓它按照這個(gè)基因的指令生產(chǎn)抗原。
基因工程首先分析病毒基因組，鑒定出合成病毒表面抗原的那段基因，然后找到合適的宿主，例如酵母菌，對宿主進(jìn)行基因編輯——把那段病毒基因“剪”下來(lái)，植入宿主細胞內。
基因工程同時(shí)為疫苗帶來(lái)一種新思路。傳統疫苗基本屬于“體液免疫”，它無(wú)法進(jìn)入細胞內部，只能清除漂浮在人體體液中的病毒，而對于進(jìn)入細胞內的病毒，就另一方方式，即“細胞免疫”采取連細胞一起殺死的方式，這種方式可能帶來(lái)很大的副作用，所以需要在較快的時(shí)間里清除病毒，因為時(shí)間越久副作用越大。但是只有少數幾種傳統疫苗能有限的激活細胞免疫。
基因工程就為疫苗帶來(lái)新思路——讓抗體鉆進(jìn)細胞——實(shí)現強勁的細胞免疫。一種方式是用可以進(jìn)入細胞的病毒或病菌做載體，做載體的微生物進(jìn)行基因處理，讓它失去致病能力，同時(shí)又能帶著(zhù)抗原進(jìn)入細胞，這樣明顯的標記可以有針對性的撲殺致病細菌。這種方式叫做載體技術(shù)。再后來(lái)的研究發(fā)現，可能連載體都省了，有些類(lèi)型的基因片段可以自己鉆入人體細胞，這種類(lèi)型的疫苗叫基因疫苗。
基因工程產(chǎn)生一種新的疫苗研究方法——逆向疫苗學(xué)。如果研究某種病毒的疫苗，首先破譯這種病毒的基因組，截取致病基因片段，植入宿主細胞，生產(chǎn)特征蛋白質(zhì)，再把蛋白質(zhì)注射入實(shí)驗動(dòng)物，產(chǎn)生抗體。再用抗體攻擊研究的病毒，如果有效，那么這種抗體就是制造疫苗的種子。有了基因技術(shù)，人們還探索了別的可能。例如把多種基因組合在一種疫苗里，這樣注射一種疫苗就可以防疫幾種疾病，這樣恰當的組合也是一種研究方向。
基因技術(shù)的問(wèn)題在于太過(guò)新穎，安全檢測的時(shí)間不夠，技術(shù)要求高，相關(guān)的設施設備還在使用發(fā)明中，也沒(méi)有現成的生產(chǎn)設備，尤其是基因疫苗，幾乎完全要從零開(kāi)始。而且，藥物是給病人用的，而疫苗是給健康人的，有的慢性毒性需要長(cháng)時(shí)間才能發(fā)現。所以，傳統上新疫苗的開(kāi)發(fā)周期一般在十到十五年。
新冠肺炎和SARS都屬于冠狀病毒，在SARS之前，傳統的冠狀病毒只能引發(fā)感冒的輕微癥狀，所以人類(lèi)從來(lái)沒(méi)有研究過(guò)冠狀病毒疫苗，2003年SARS爆發(fā)后才開(kāi)始研發(fā)。后來(lái)由于SARS致病特征的猛烈性，使得感染者能夠盡快被發(fā)現，所以幾個(gè)月后疫情得以平息，自然界的SARS病毒被基本消滅，疫苗的研究也就轉向了其他更加緊迫的方向。這次新冠肺炎疫情，人類(lèi)關(guān)于冠狀病毒疫苗的研究?jì)H有SARA和中東呼吸綜合征，疫苗研究困難，知識積累不足是一大原因。
新冠病毒也有自己的特征，它能給自己的蛋白質(zhì)外殼上增加一種附加成分，聚糖。本來(lái)為免疫系統產(chǎn)生的抗體都有三維結構的特征，可以與病毒外殼上的某個(gè)三維結構準確鑲嵌，從而達到確認病毒的目的。但是，如果病毒外殼上有太多的聚糖，就可能使得抗體無(wú)法完成鑲嵌，也就識別不出病毒來(lái)。而這些聚糖只是附加物，它的位置和形狀隨時(shí)會(huì )變動(dòng)。這樣就令識別更加困難。冠狀病毒疫苗研究的困難，與聚糖干擾有很大的關(guān)系。另外新冠病毒是RNA病毒，這種病毒的變異很快，理論上來(lái)說(shuō)幾個(gè)月就有可能變異出新的株型。
目前全球大約有一百多種新冠疫苗項目正在進(jìn)行中。中國康希諾公司采取的是病毒載體技術(shù)，使用的載體是腺病毒。法國巴斯德研究院采取的也是載體技術(shù)，利用的是麻疹疫苗。美國麻省的摩登那藥業(yè)研究的是針對新冠的基因疫苗。
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