2018年2月24日 星期六

[基礎醫學] 疫苗正是增強免疫力 - 疫苗的作用機制

(資訊主要來自世界衛生組織介紹疫苗作用之文件[1])

摘要

傳染病由病原體感染造成,病原體包括細菌和病毒等。疫苗(vaccines)為滅活(inactivated)或減毒(attenuated)的病原體、其毒素或表面蛋白,其有效成份為病原體或其毒素表面的一些分子,又稱為「抗原」(antigens)。疫苗能有效令人體產生免疫力,是預防傳染病的安全方法。抗原進入適合的人的身體後,免疫系統會「辨認」它及對之產生「記憶」,此後如真有該病原體進入身體,免疫系統就能迅速地對它反應和將之消滅,避免其對身體造成進一步傷害。疫苗非人工合成,一般效力十分持久且副作用低。


人類免疫系統的運作

所有傳染病,如普通和流行性感冒、霍亂和瘧疾,都是由病原體(pathogens)感染人體造成的。這些病原體包括細菌(bacteria)、病毒(viruses)、原蟲(protozoa)、真菌(fungi)和朊病毒(prions)。不同的傳染病由不同的病原體造成,如霍亂由霍亂弧菌造成,瘧疾由瘧疾原蟲造成。[2] 所以,現代醫學根治傳染病的方法,就是消滅病人體內之病原體;這包括讓病人使用抗生素、抗病毒藥,或是讓人注射或服用疫苗預防傳染病。抗生素和疫苗作用上最大的分別是,抗生素會直接攻擊病原體,而疫苗是利用人本身的免疫系統來防禦病原體。

人體的免疫系統利用細胞表面的分子,分辨細胞是否屬於身體;對於非身體的細胞,免疫系統會將之「排斥」(這也是血型的原理)。病原體的表面分子,會引起免疫系統的反應(immune response),這些分子被稱為「抗原」(antigens)(圖一),不同的病原體有不同種類的抗原。

圖一、抗原和抗體的結合[10]


人體的「淋巴細胞」(lymphocytes)是免疫系統的一部份,它們是血液中的一類白血球;它們會識別抗原,其方法是透過抗原和淋巴細胞上的受體分子的結合。分子結合後,淋巴細胞會分裂、變化和進行兩個過程:一是消滅病原體;二是變成「記憶細胞」,防範將來同一種病原體。這些淋巴細胞消滅病原體的方法有二,一是直接分泌毒素破壞病原體,二是製造一種可和抗原結合的分子,稱為「抗體」(antibodies)。(圖一)因分子的特殊結構,一種抗體只能和某種抗原結合,以免錯誤攻擊身體細胞,所以免疫反應有其特殊性(specificity)。[3]


疫苗是甚麼?

雖然免疫系統可防範病原體,但如果本身沒有相對的「記憶細胞」,免疫反應會比較慢,規模也比較小,以至痊癒前身體已受了病原體很大的傷害(表現於各種症狀和後遺症),甚或不能痊癒以至病人死亡。相反,如果身體本身已經有相對的記憶細胞,在遇上該種病原體時,免疫系統就會迅速和大規模地反應,製造更大量的,相對的抗體和淋巴細胞,迅速地消滅病原體,而這基本上不會造成甚麼症狀。首次遇上抗原引起的免疫反應,叫做「首次反應」(primary response),再次遇上同一抗原引起的免疫反應,叫做「二次反應」(secondary response)。(圖二)

圖二、首次和二次免疫反應[11]
醫藥專家為一種病原體製作疫苗(vaccines),目的其實是取得病原體或其毒素表面的「抗原」。疫苗為滅活(inactivated)或減毒(attenuated)的病原體、其毒素或表面蛋白,由於不能如病原體自我複製,疫苗對人的傷害已大大減低。疫苗經注射或服食進入身體後,會引起首次反應,讓免疫系統產生對該病原體的記憶(細胞),當中可能有輕微的症狀如發熱;此後再有同類病原體進入身體,免疫系統的二次反應就會迅速消滅病原體。疫苗造成的免疫力,可維持數年至終身。[4]

如上述,因免疫反應有特殊性,所以需為每種病原體製作疫苗,如麻疹病毒有麻疹病毒的疫苗,乙型肝炎病毒也有其疫苗。疫苗製作方法,通常是透過把病原體打進培養用的細胞,如雞蛋或分離的人類細胞,之後病原體會從培養的細胞分離出來。工作人員會對複製出來的病原體進行破壞(滅活或減毒),但保留抗原的完整。最後按需要加入穩定劑和防腐劑,製成疫苗。[5]


疫苗對人類之貢獻

疫苗利用和強化人體自然的防禦機制,對人造成長久的保護,已經多年科學之驗證為有效。因此,歷史上許多原本沒有有效治療方法的可怕傳染病,都因為疫苗的普及而絕跡,如天花(smallpox)、小兒麻痺症(polio)和痲疹(measles) (圖三)。[6]

圖三、因疫苗消失之疾病

數據顯示在美國的痲疹案例數目,因其疫苗之引入而銳減(圖四)。[7]

圖四、痲疹因疫苗消失
你要接種疫苗嗎?

如上述,現代醫學對付病原體之法,不外乎抗生素、抗病毒藥或是疫苗。然而,因為要造成首次反應,許多疫苗只有在病發之前注射才有用。有些傳染病現時只有疫苗,而沒有有效的抗生素和抗病毒藥,如天花在患上七日後就沒有有效的療法,其死亡率可達三成;即使有有效之療法,其後遺症可以很嚴重且影響終身,如小兒麻痺症可造成終生殘疾。

接種疫苗所產生的大部分副作用都是輕微且短暫的,也不一定發生。常見的,包括注射部位疼痛、腫脹和發紅,低燒、發抖、疲勞、頭痛、肌肉和關節疼痛。一種嚴重的疫苗副作用是過敏反應,可危及生命;然而,它也非常罕見,發生率在百萬分之一以內 ,而且許多是可以治療的。[8]

所以,閣下或家中之兒童接種疫苗與否,應考慮接種和不接種疫苗兩者的風險,不應只看疫苗的可能副作用。對於嚴重疾病,如不接種疫苗該人士將面對很大風險;所以除非身體狀況不合,如對疫苗有嚴重過敏反應,都該接種疫苗。所以香港政府衞生署轄下各母嬰健康院,都為初生至五歲兒童接種疫苗,衞生署也會派員到小學為學童在不同階段接種疫苗,以預防結核病、小兒麻痺症、乙型肝炎、白喉、百日咳、破傷風、肺炎球菌感染、水痘、麻疹、流行性腮腺炎及德國麻疹共十一種傳染病。[9] 在決定接種疫苗前,請咨詢醫護人員意見。


主要參考

[1] Siegrist, C. A. (2008). Vaccine immunology. Vaccines, 5, 1725. http://www.who.int/immunization/documents/Elsevier_Vaccine_immunology.pdf

Vaccine. (2018, February 5). In Wikipedia, The Free Encyclopedia. Retrieved 05:13, February 23, 2018, from https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Vaccine&oldid=824096578

How Vaccines Work
https://www.historyofvaccines.org/content/how-vaccines-work


其他參考

[2] 衞生署 衞生防護中心 - 傳染病. https://www.chp.gov.hk/tc/healthtopics/24/index.html

[3] Lymphocyte. https://en.wikipedia.org/wiki/Lymphocyte

[4] Efficacy and effectiveness. http://www.immune.org.nz/vaccines/efficiency-effectiveness

[5] Vaccine. https://en.wikipedia.org/wiki/Vaccine#Production

[6] Vaccine Infographic. https://www.behance.net/gallery/2878481/Vaccine-Infographic

[7] CDC/MMWR Summary of Notifiable Diseases, United States, 1993; CDC/MMWR Summary of Notifiable Diseases, United States, 2008.

[8] Vaccine side effects - NHS.UK. https://www.nhs.uk/conditions/vaccinations/reporting-side-effects/

[9] 衞生防護中心 - 疫苗接種計劃一覽. https://www.chp.gov.hk/tc/features/18870.html

[10] Antibody action | Becky Boone | Flickr. https://www.flickr.com/photos/97216967@N04/9703845595

[11] Biology, Animal Structure and Function, The Immune System, Adaptive Immune Response | OER Common. https://www.oercommons.org/courseware/module/15155/student/?task=4

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