现在，我们就来回答上一期的问题，病原体到底是如何致病的？
说白了，无论是微生物还是病毒，它们与人类的关系都是寄生物与宿主的关系，也就是一方想夺取资源，另一方要守护资源。人体当然有一些富裕的资源，没有这些冗余的话，你怎么能挨饿，怎么能生病呢。也可以说，冗余其实相当多，足够养很多在体内寄生的东西。事实上，本来就养了很多，人体内细菌的数量，可能比我们自身的细胞都多，而病毒，更是数不胜数。不过，这总有一个限度，和平共生者与贪婪寄生者之间的界限就在于这个限度。如果不加以控制，病原体就会突破这个限度，肆无忌惮的繁殖，大量夺取宿主的资源，以至于宿主资源紧缺，难以维持正常生存。
人类当然不可能坐以待毙，因此也演化出了一套复杂的免疫系统，用于对付那些入侵的病原体。免疫系统最基本的工作可以归纳为两个，一是识别病原体，二是消灭病原体。在健康人的身体中，消灭病原体的能力不成问题，问题在于，如何准确、快速的识别病原体。如果识别的不准确，负责消灭病原体的细胞找不到敌人，无法发挥作用，还有可能把正常细胞当作攻击对象，大水冲了龙王庙。如果识别的不及时，免疫大军还没有跟上，病原体已经大量繁殖，就再也难以消灭了。
抗体，就是免疫系统生产出来用于识别病原体的东西。像一个Y字型的变形金刚，变形金刚的两个胳膊，也就是Y的两个分叉上，有许许多多的小机关，每一种小机关，专门抓取一种特定的结构。而各种病原体的表面有种类繁多的结构，Y字形抗体只要能牢牢抓住病原体表面的任何一个结构，就相当于抓住病原体本身。Y字型的下半部分，则负责和杀伤细胞结合。于是，通过抗体，杀伤细胞就可以抓住病原体了。
不过，有一些病原体十分狡猾，即使抗体已经抓住了它表面上的某一个结构，它依然可以通过其他部分把遗传物质注入要感染的细胞中。就好像你抓住了小偷一只手，他的另一只手还是可以干坏事。这也就是很多抗体不起效果的原因。此外，还有更凶险的情况，有些病原体甚至可以利用抗体增强它们感染细胞的能力，抗体反而成了窝藏病毒的特洛伊木马，比如呼吸道合胞病毒；还有更危险的情况，病原体通过抗体直接感染免疫细胞，导致你的免疫系统崩溃，比如最大名鼎鼎的艾滋病毒。
所以啊，抗体并不是万能的，不仅常常没有效果，有时还起反效果。可是，我们之前说过的天花疫苗，炭疽疫苗，狂犬疫苗等等那些我们熟知的疫苗，又为什么能立竿见影的起到保护效果呢？这是因为是，这些疫苗所激发的，可不是普通的抗体，而是中和抗体。只有中和抗体，才是我们最需要的抗体。
所谓中和，就是抗体与病原体相结合的部位，恰恰是病原体用来感染细胞的关键位置。就好像给小偷的双手绑上绳子，即使让他自由行动，他也没办法偷东西了。中和抗体牢牢抓住病原体感染细胞的关键位置，病原体就失去了入侵细胞的能力，即便大量留在血液里，也不过是一些没用的垃圾，自然会被清除。中和这个词，也就是中和了病原体毒性的意思。不知道大家有没有注意到，有了中和抗体，其实已经不需要杀伤细胞出马，中和抗体自身就解决了问题。大部分病原体被中和后从暴民变成平民，只剩下少量的病原体进入细胞，就容易对付多了。
既然中和抗体这么好，怎样才能产生中和抗体呢？这就是抗体的进化，免疫系统一开始是随机产生各种抗体的，因为外界的病原体多种多样，而且难以预测。免疫系统必须保证能最大限度的适应任何情况，产生的抗体越多样，就越有可能在需要的时候找到有效抗体。当病原体进入身后，免疫系统就会根据病原体的样子调整抗体的生产，最终进化出中和抗体，并大量生产中和抗体。只不过，很多时候免疫系统还来不及进化出中和抗体，病毒就已经大肆繁殖和入侵了。
所以我们注射的减活或者灭活疫苗，就是为了让免疫系统提前开始训练，针对这种病原体产生出中和抗体。这个记忆会被留在身体内。等下次真正感染病原体时，免疫系统就可以调取记忆，快速形成大量中和抗体，让病原体缴械投降。疫苗的关键作用，就在于给免疫系统足够的时间，产生我们最想要的中和抗体。
那么现在，人类知道了哪些抗体才是我们最需要的抗体。疫苗即将获得再次升级。病原体上本来有许多的结构和模型，也就对应了许多的抗体。但我们只需要中和抗体，能不能想办法更快速的激发中和抗体呢？能，这种新升级的疫苗就叫做亚单位疫苗。亚单位的意思就是一个不完整的病原体单位，其实就是只把专门用来入侵细胞的关键部分做出来就行了，这样免疫系统也就只针对这个部分产生抗体，而这种抗体，就是最为有用的中和抗体。
不过，要单独模拟病原体的关键结构，也不是一件容易的事。需要对蛋白质三维空间构型解析，还需要再想办法批量制作，所以亚单位疫苗的开发需要技术，也需要时间。对于像此次新冠病毒这样来势汹汹的疫情，就有点远水解不了近渴的意思。于是，科学家们又找到了一个更巧妙的办法：其实不需要已经组装好的蛋白结构，而只需要组装那部分蛋白结构的说明书就行了。这就是核酸疫苗。我们知道，这次的新冠病毒是RNA病毒，RNA和DNA一样都是遗传物质，它们就是组装蛋白质的说明书。
新冠病毒的RNA序列早在今年一月份就完成了测序，向全世界公开。科研人员首先需要确定新冠病毒入侵细胞的关键结构在哪，是哪些蛋白，如何组成。然后再找到生产那段蛋白的序列就可以了。最后，把那一段核酸序列做成疫苗，注入身体。这种核酸疫苗进入身体后，借助我们的细胞器，制造出那些特殊的结构蛋白，进而直接激发出最有效的中和抗体。所以新冠疫苗的研发周期就可以大大缩减。今天，也就是3月9日，我刚好看到一条新闻，有一种新冠病毒RNA疫苗已经进入临床三期实验了。估计今年有望上市。
其实，这次新冠病毒的疫苗并非很难开发的疫苗，所以有望在今年内出炉。而最难的，是HIV疫苗，也就是针对艾滋病毒的疫苗，过去几十年中，全世界每年数亿美金的投入依然没有研发出有效疫苗。难点在哪呢？解决的希望又在哪呢？我们下回再说。
閱讀更多 陝西科學技術館 的文章
