疫苗都是怎么做出来的？疫苗种类和生产小科普|应用百科

发布时间：2023-05-29

疫苗都是怎么做出来的？疫苗种类和生产小科普|应用百科

疫苗是医学和公共卫生领域的一大重要发明，现在的健康生活与疫苗息息相关，但大家可能对疫苗背景知识了解还比较少，今天我们就来科普盘点下疫苗的种类，给大家介绍下疫苗的生产方式，以及适配的成像仪器。

疫苗的种类有哪些？

疫苗有多种分类方式，按技术路线来说，我们一般可以把疫苗分为5类，包括减毒活疫苗、灭活疫苗、重组蛋白疫苗、载体疫苗和核酸疫苗。

活的流感病毒

那么多种疫苗种类，怎么去理解它们的区别呢？我们下面用图解形式给大家梳理一下其技术发展，并介绍下它们的大致优缺点。

减毒活疫苗：完整但弱化

首先是减毒活疫苗，跟一般的病毒相比，它是完整的，但活性降低了，不会引起那么重的症状。优点是直接保护，缺点是病毒增强和突变风险，因此适用范围小。

我国古代的人痘疫苗、现代的卡介苗、脊髓灰质炎减毒活疫苗、麻疹腮腺炎风疹联合减毒活疫苗、水痘减毒活疫苗等都是减毒活疫苗。

灭活疫苗：完整但死了

灭活疫苗跟减毒活疫苗类似，病原体是完整的或者被裂解的，已经灭活了，基本等于死了，不会引起症状。优点是技术成熟，容易运输使用，广泛使用，缺点是单次接种刺激弱，可能需要多次接种才行。

流感裂解疫苗、乙肝疫苗、脊髓灰质疫苗、流脑多糖疫苗、百白破疫苗等都是灭活疫苗。

重组蛋白疫苗：留下表面蛋白

重组蛋白疫苗由灭活疫苗提纯而来，已经没有完整的病毒，只留下表面的蛋白。优点缺点同灭活疫苗，只是纯度更高，可能的副作用更低。

乙肝疫苗（酵母）、流感亚单位疫苗、人乳头瘤病毒疫苗（酿酒酵母）等都是重组蛋白疫苗。

以上三种疫苗可以看出明显的关联性，可以说是越来越高纯度、低副作用的一个发展过程，下面的是更大程度使用现代生物技术的产品。

病毒载体疫苗：把原病毒成分插到载体里

载体疫苗把原病毒的表面蛋白或者核糖核蛋白插入到病毒载体里，这个载体可以是腺病毒、牛痘病毒等，是减毒的活病原体，以感染载体病毒来促进形成强免疫。优点是可以做到单次接种激活免疫，成本低，稳定性好，缺点是可能因人而异产生一定的短期症状。

典型代表是腺病毒新冠疫苗。

核酸疫苗：人造核酸装进纳米颗粒包装

核酸疫苗思路和生产工艺跟上面的很不同，基本上从核心的mRNA人造核酸，到载体用的纳米颗粒包装，全是人造的，以人造物指引免疫系统做出近似真实感染的免疫反应，但不会有症状。优点是接近真实感染、长时间保护效果，缺点是对保存运输条件要求高，而且虽然“组装”起来不算很难，但上游原料技术属于高度知识产权保护领域，难以自主。

典型代表是mRNA新冠疫苗。

另外大家可能还会看到“冻干疫苗”，属于另一种分类方式，冻干是其包装方式，具有稳定性方面的优势，技术路线可以是灭活疫苗等。

疫苗的生产方式

简化的疫苗生产流程

疫苗的生产流程根据技术路线不同会有不同，我们以常用的灭活疫苗为例，进行概述。首先是筛选病原体，目前基本都是产业化的，上游可以提供筛选好的高抗原性、低致病性的病毒种子。

显微镜下细胞培养到病毒扩增

其次是接种培养或者培养接种，将筛选出的病原体培养在细胞或无菌的生物胚胎中，扩增数量。实际上，除了核酸疫苗以外，其他各种疫苗生产都会涉及使用细胞培养等培养进行数量扩增。

灭活罐将病毒培养液灭活

再者是灭活并验证，通过物理或化学手法灭活培养病原体，检测数量验证免疫原性。

疫苗制剂并包装

最后就是制剂包装，纯化并加入輔料制成疫苗制剂，包装成瓶子或注射器贮存。

疫苗生产中细胞培养容器

不同规模的细胞培养推荐容器

细胞培养是影响大部分疫苗产能的主要因素，细胞培养的规模影响扩增规模，细胞培养有动态培养和静态培养两类方案，均需要利用显微成像设备检测培养品质，监控培养进度。

动态培养以生物反应器+分批培养方式为代表，有利于营养物质均匀分布和细胞与氧气的接触，更适合细胞模拟体内状态生长，比如人造肉的细胞培养。

静态培养是更简单、更常见的方案，因为相对低成本、容易操作，且方便观察。由于培养细胞多为贴壁细胞，因此培养皿的面积会决定培养的规模。

圆形培养皿：经典但不那么常用

说起培养，大家想到的可能还是圆形培养皿，即皮氏培养皿。这种培养皿以直径大小命名，常用于细菌、真菌等微生物培养，不同的培养目标会有不同的底部涂层，在培养细胞时需要有增强细胞附着的涂层。这种培养皿经典易用，但实际生产不常用，因为开盖后开口太大，受污染风险大，而细胞培养非常怕污染。

倒置显微镜MI52-N观察多孔板

多孔板是小规模细胞培养的利器，它由多个小圆孔组成，可能有6孔、12孔到96孔不等，不同的孔可以有不同的细胞系，通常培养时需要盖上盖子并封口减少蒸发，尤其适合微量细胞培养重复实验等场景，后续一般会转到细胞瓶或者圆形培养皿进行更大规模培养。

倒置显微镜MI52-N观察培养瓶

培养瓶是广泛使用的细胞培养容器，有T25、T50等不同容量，数字代表底部面积，面积越大，培养规模越大，这种培养皿的密封性更好，受污染可能性更低，而且设计层面已经为细胞培养收获流程优化，方便使用。有些疫苗企业使用的就是大尺寸的培养瓶。

MI52-CF观察培养转瓶

培养转瓶是传统的大规模培养方案，不少疫苗企业在使用，这种培养转瓶需要搭配类似台湾烤肠机的转瓶机使用，技术成熟，成本较低，容易扩增规模，由于瓶子直径可能较大，一般需要使用更大工作空间的倒置显微镜观察，比如可调聚光镜高度的细胞工厂显微镜MI52-CF.

MI52-CF观察5层细胞工厂

目前更推荐的大规模细胞培养容器，俗称细胞工厂，比如Cell Factory或者Cell Stack等，这种培养皿不仅具有超大的单层面积，而且还能堆叠层数，有1层、5层、10层和40层多种规格，一般使用10层以内比较多，由于10层细胞工厂的高度超出大部分倒置显微镜的设计，因此一般需要卸下聚光镜才能放上去，除非使用可调聚光镜高度的MI52-CF等显微镜。

MCF400可以观察40层细胞工厂

如果10层细胞工厂还不够用，可能就要用到40层细胞工厂了，40层细胞工厂尺寸高，已经超出普通显微镜的观察范围，需要专门的成像设备，如多层细胞工厂成像仪MCF400，采用底部相机+斜侧面成像相机实现40层细胞工厂观察，高度电动化、智能化、远程化。

总结：

裂解灭活疫苗是国内目前疫苗的主力，它技术成熟，稳定，适合大规模接种，对于老人小孩等免疫力低下人群，接种流感疫苗是非常有效的保护，值得投入，而在疫苗生产方面，细胞工厂是越来越广泛使用的，而观察细胞工厂只需一台MI52-CF这样的倒置显微镜即可满足，未来的疫苗有望供应更加充足，价格更加亲民。

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