个性化疫苗:疫苗学的下一大步

个性化疫苗有可能创造免疫和疫苗学领域的下一个黄金时代。这种疫苗的基本思想是一个病人一种疫苗,这与传统的疫苗概念不同,即所有病人一种疫苗。用个性化疫苗治疗癌症和传染病的各种成功试验已经进行。

疫苗接种的最终目标是通过减少感染的机会和疾病的严重程度以及延长宿主的免疫寿命来改善公共卫生。因此,为了达到疫苗接种的目标,有必要了解疫苗成分在宿主体内的免疫反应和不良反应的机制。每个主人都是不同的;这就是为什么每个人对疾病和治疗的反应也是不同的。因此,个性化疫苗是基于患者的独特性。因此,它只给个别病人。

传统疫苗接种及其功效

疫苗含有少量被削弱或杀死的微生物及其部分或产物。当被注射到宿主体内时,身体将在未来对相同的微生物产生反应。预防性治疗通过产生保护性抗体和其他免疫机制诱导主动获得性免疫。
1796年,爱德华·詹纳(Edward Jenner)研制出了第一个预防天花的疫苗,这是医学界最杰出的成就之一。在开发出疫苗和成功的疫苗接种运动之后,许多疾病像破伤风百日咳狂犬病,白喉都在控制之中。消灭天花和小儿麻痹症等威胁生命的疾病是可能的。
疫苗不仅可以预防个人感染,还可以保护整个社区免受流行病的侵害。因此,疫苗已成为降低病原体造成的死亡率和发病率的救星。

小儿麻痹症的历史
资料来源:汉密尔顿,A.(2022年)。小儿麻痹症的历史,对蒂姆·梅森博士演讲的思考.迷迭香小屋诊所博客。检索于2022年5月23日,来自https://rosemarycottageclinic.co.uk/blog/2019/10/25/the-history-of-polio-thoughts-on-a-lecture-by-tim-mason-phd/。

个性化疫苗的原理

虽然疫苗的开发是一个突破,但传统的疫苗开发过程忽略了每个人都是不同的。假设每个人的免疫反应都是一样的,那么疫苗处方的剂量和剂量一般都是一样的。即使是更新和先进的疫苗也不能使公众100%免疫。了解有效免疫反应的不同组成部分的细节是生产有效疫苗的必要条件。

研究人员正在利用患者的DNA开发个性化疫苗。疫苗抗原旨在通过最大限度地提高免疫原性和最大限度地降低疫苗失败或疫苗副作用的风险来优化结果。这种疫苗比商业疫苗更有效,更适合最脆弱的群体(年轻人和老年人)。新的和先进的技术,如分析和建模策略,有助于提供最新的知识;宿主和病原体,先天反应在建立适应性免疫中的作用,佐剂的使用以增加免疫,以及遗传变异对宿主的影响和微生物组在宿主疫苗反应中的影响。这些技术可以预测和减少宿主-病原体相互作用的不良影响、疫苗的反应原性以及宿主严重疾病或并发症的风险。

传统疫苗的挑战

疫苗有成功的故事,但由于面临许多挑战,可能无法应对目前的传染病。其中一些是:

  • 在此期间,传统疫苗的无效情况有所增加。
  • 针对某些临床病原体的免疫是复杂的。例如,艾滋病毒例如,鼻病毒、结核病、疟疾、丙型肝炎以及各种寄生虫和真菌缺乏有效的疫苗。
  • 相比之下,由于遗传变异,一些病毒正在以各种形式重新出现,如导致COVID-19的流感病毒和冠状病毒。
  • 此外,引起严重疾病和危及生命的疾病的微生物的耐药性正在增强。例如,像耐多药结核病这样的疾病很难治疗。
  • 减毒活疫苗使用减毒病原体。但这些病原体可以在有免疫缺陷或免疫状态被某些药物或癌症抑制的人群中复制并引起疾病。
  • 另一方面,灭活疫苗更安全,但效果相对较差,需要多次注射。大多数病例需要加强剂。
  • 正确储存传统疫苗以保持效力是必要的。小儿麻痹症和麻疹免疫接种因使用前冷藏不足而失败。
  • 不幸的是,反疫苗态度,即逃避接种的行为也在增加。如今,人们越来越关注疫苗的安全性,认为与疫苗相关的疾病比疾病的实际风险要高。这些态度是严重的公共卫生威胁,因为现在被认为已经根除的疾病在未来重新出现的可能性很高。
  • 科学家们建议,需要一种针对所有乙型冠状病毒的COVID-19通用疫苗,以最大限度地降低COVID-19大流行的风险。然而,通用疫苗的目的是具有挑战性的,因为这种病毒具有高度的遗传变异188.博金宝 以及多个菌株之间的基因重组。
  • 同样,传统疫苗的安全性和有效性也需要广泛的临床试验。此外,传统疫苗主要针对传染性疾病,但今天非传染性疾病正在全球蔓延。

个性化的疫苗;受益和应用

个性化疫苗比商业疫苗更有效,可以对抗许多传染病、过敏和癌症。这些疫苗避免了许多临床试验,最大限度地减少严重疾病和不必要的费用。

个性化疫苗有助于避免不必要的剂量或疫苗类型。例如,如果一个人的基因型是这样的,没有由HPV或HBV引起的慢性感染的风险,就不需要注射昂贵的三剂疫苗。类似地,一些免疫基因型仅在单次注射后就具有保护作用。了解主机系统和机制,我们可以避免不必要的数量。此外,如果基因型-表型预测某一疫苗有显著的不良反应,我们可能会改变甚至避免接种某些疫苗。因此,个性化疫苗可以更有效地治疗传染病,即最大限度地提高免疫原性,但最大限度地减少不良反应。

个性化疫苗的原理也应用于最近针对COVID-19大流行的各种试验。在Hunziker于2021年在美国进行的研究中,一种年龄个性化的剂量策略(老年人优先)更快地减少了病例,降低了传播率和死亡率,缩短了大流行时间。这项研究还表明,老年人需要高剂量的疫苗,而对年轻人来说,低剂量就能产生足够的免疫力;这节省了疫苗的数量,并有助于早期向大量人口提供疫苗。在年轻时接种疫苗有助于在很大程度上减少疾病传播。同样,不同的研究也使用了剂量优化疫苗来获得良好的免疫力。

在开发个性化疫苗的同时,人们可以获得比以往更多的先天免疫和适应性免疫以及宿主生物学知识,这将对医学科学的各个领域都有帮助。

个性化疫苗和癌症治疗

个性化疫苗可以成为治疗癌症的奇迹。这个概念已经被成功地用于癌症患者的治疗。因为每个肿瘤都是不同的;因此,对一个癌症患者有效的药物/疫苗可能对另一个癌症患者无效。对这种肿瘤和宿主系统机制的详细研究被应用于在这种情况下创建个性化疫苗。

方法用于开发癌症治疗方法

  • 首先,将患者肿瘤的DNA与患者自身健康的DNA进行比较。
  • 将正常细胞的DNA与肿瘤细胞的DNA进行测序。肿瘤细胞中的一组独特的突变可以被区分出来。
  • 通过同时对两个DNA样本进行测序,计算机被用来识别患者癌症中的突变,从而捕捉到单个肿瘤的特定特征。
  • 使用结果创建一组编码每个突变的遗传指令。然后,所有的指令都被装入疫苗中,并作为个性化疫苗注射到同一名患者体内。
  • 一旦疫苗被注射到患者体内,注射的分子就会告诉身体细胞在其表面表达部分蛋白质。它教会身体的免疫细胞识别癌症的突变。最后,它会攻击并摧毁肿瘤,只有病人才能接受这种疫苗。
  • 加上疫苗和免疫疗法,免疫系统将能够杀死癌症。

个体化疫苗的局限性

  • 个性化疫苗的概念是新的,正确理解这种想法是具有挑战性的。它需要详细描述每个个体的宿主-寄生虫相互作用,这是一个复杂的方法。
  • 每个人都需要一种新产品/疫苗来个性化疫苗。因此,这可能是耗时和昂贵的。与其他商业疫苗相比,个性化疫苗的开发需要先进的技术、昂贵的工具和经验丰富的人力资源。

结论

传统疫苗在确定最安全和最有效的治疗策略方面面临挑战。今天,我们拥有丰富的技术资源,将人工智能和机器学习模型结合起来可以克服这些挑战。免疫学、遗传学、分子生物学和生物澳门金博宝188官方网站信息学的进步已经证明了个性化治疗药物选择方法金宝搏beat亚洲体育真人荷官的价值。计算建模策略有助于在系统水平上描述和理解人类免疫学。澳门金博宝188官方网站在个人层面上应用这些研究产生的想法是不可能的。至少,我们可以用它们来找到共同的基因型、种族、性别或年龄群体,将副作用限制在轻微和暂时的,而不是严重的危及生命的。

因此,个性化疫苗的需求是在个人层面(如癌症)和人群层面(在传染病流行和大流行期间),以消除世界范围内的感染。个性化疫苗的想法已经在治疗性癌症疫苗中有所帮助,并可能在未来几天内应用于其他临床领域。

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Srijana卡纳尔

你好,我是Srijana Khanal。曾任美国国立学院微生物学系教师。从事教学工作近10年。我非常热爱写作(无论是学术写作还是创作)。我感兴趣的领域是基础科学、免疫学、遗传学和研究方法论。澳门金博宝188官方网站

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