疫苗是预防和控制传染病最经济、有效的手段，疫苗接种是通过诱导机体产生保护性免疫应答来预防和控制人类和动物疾病的常规方法。面对当今重大、复杂、突发、高变病原体，传统疫苗学方法难以满足需求，新型疫苗技术是应对未来全球健康挑战的有利武器。未来疫苗技术要着眼于更合理、更精准和更高效，保证安全性的同时，最大程度提高疫苗效力。此文梳理了目前疫苗技术的研究进展，并指出了未来的发展趋势，有利于提升对未知病原体的探索和主动防御的共识，促进创新性疫苗技术体系的发展。

　　疫苗是预防和控制传染病最经济、有效的手段，疫苗接种是通过诱导机体产生保护性免疫应答来预防和控制人类和动物疾病的常规方法。从传统疫苗到现代疫苗，疫苗理论和技术不断取得突破，疫苗技术已经从以巴斯德原则的病原体“分离、灭活和注射”发展到基于基因工程、免疫学、结构生物学、反向疫苗学和系统生物学融合的现代疫苗技术[1]，正在向着癌症、自身免疫病和其他慢性疾病等领域拓展。全世界人口的密度、年龄分布和出行习惯以及不断变化的气候有利于新旧病原体的交替出现，且新发病原体具有成为大流行的风险，其复杂度也给疫苗研发带来了巨大的挑战，针对潜在未知病原体的紧急疫苗研发技术非常必要。再者，目前还有部分重大感染性疾病的疫苗品种，如针对HIV、结核杆菌、疟原虫和其他广泛传播的病原体的疫苗尚未研发成功。此外，抗生素耐药问题急需研制新型预防措施。综合应用传统疫苗学方法和新型疫苗技术是应对未来全球健康挑战的有利武器。本文就目前各个疫苗平台的技术研究进展和未来的发展趋势进行简要综述。

　　减毒疫苗是将病原体经基因工程改造或其他方式减毒后，仍保留其抗原性的一类疫苗。其能诱导体液免疫和细胞免疫应答，且持久性长，但仍存在毒力逆转的风险，不适用于高致病性病原体。由于减毒疫苗保留一定残余毒力，对免疫缺陷人群还可能诱发严重疾病[2]。同时减毒疫苗有效期短、热稳定性差，对保存、运输条件要求较高。目前已在国内上市的减毒疫苗包括脊髓灰质炎（脊灰）减毒活疫苗、麻疹-腮腺炎-风疹（麻腮风）联合减毒活疫苗、乙型脑炎（乙脑）减毒活疫苗、水痘减毒活疫苗、轮状病毒减毒活疫苗、黄热病减毒活疫苗和结核杆菌疫苗（卡介苗）等。随着生物信息学和反向疫苗学的发展，可通过敲除病毒基因组毒力片段来制备减毒疫苗，如夏宁邵团队利用反向遗传学自主研发的敲除毒力基因的水痘减毒疫苗（VZV-7D），现已进入Ⅱ期临床试验[3]。未来减毒疫苗的发展可以聚焦于更稳定病毒株的筛选以及利用基因编辑手段来稳定减毒因素[4]。

　　灭活疫苗是对病毒或细菌进行培养后通过物理或化学方法处理将其灭活从而获得无感染活性的一类疫苗。相较于减毒疫苗和基因工程疫苗，灭活疫苗具有研发周期短、制备工艺相对成熟、无感染毒力和安全性高等优点。但一般需要多次接种才能产生保护性免疫[2]，通常诱导产生体液免疫应答，细胞免疫普遍较弱。目前已在国内上市的灭活疫苗包括脊灰灭活疫苗、乙脑灭活疫苗、百日咳-白喉-破伤风（百白破）疫苗、流感疫苗和人用狂犬病疫苗等，以及国内首个附条件上市的COVID-19灭活疫苗BBIBP-CorV。灭活疫苗平台相对成熟，安全性高，应对新发病原体响应速度快。

　　多糖-蛋白结合疫苗是将病原体的荚膜多糖共价连接至蛋白载体上制备而成的多糖蛋白。多糖结合疫苗能克服多糖疫苗免疫效果弱、持久性差和只产生非T细胞依赖免疫应答等不足[5]，这主要归功于载体蛋白能将非T细胞依赖多糖抗原变为T细胞依赖抗原，从而诱导非T细胞依赖免疫应答和T细胞依赖免疫应答，产生有效持久的免疫保护。共价连接方式包括化学交联法和生物合成法两种，已上市的利用化学交联法的多糖结合疫苗包括美国辉瑞公司的13价肺炎球菌多糖结合疫苗、AC群脑膜炎球菌多糖结合疫苗和重庆智飞生物制品公司（智飞生物）的流感嗜血杆菌b（Hib）-AC结合疫苗等，云南沃森生物技术公司（沃森生物）的13价肺炎结合疫苗也上市在即。生物合成法因其经济、快速和高效，近年来备受青睐，首个通过生物合成法生产的多糖结合疫苗，瑞士Glyco Vaxyn AG公司的痢疾志贺菌多糖结合疫苗已完成Ⅰ期临床试验[6]。

　　多糖结合疫苗由于载体蛋白的引入，不可避免地会导致机体对蛋白本身产生免疫应答，也可能对多糖免疫原产生免疫干扰[7]，进而降低多糖免疫原的免疫应答水平。因此，研究者通常使用含有多个抗原表位的毒素类蛋白作为载体，主要包括白喉类毒素和破伤风类毒素等。但外源载体蛋白必然会对免疫应答产生一定干扰，且外源载体蛋白不是在所有情况下都会激活Th，因而以细菌本身的内源蛋白作为载体是一个理想且可行的选择。多糖结合疫苗平台随着生物合成法的逐步使用和研究的不断深入，在细菌疫苗中展现出更大的潜力。

　　联合疫苗是由多个活的或灭活的生物体或者抗原蛋白联合制备而成的疫苗，一般互不冲突且接种程序相似的疫苗可以制成多联苗。多联苗能减少接种次数、显著提高儿童接种依从性和降低婴幼儿接种不良反应的发生几率[8]，但联合疫苗要注重疫苗间相互作用以及不同抗原相互竞争对安全性和有效性的影响[9]。目前已上市的联合疫苗包括百白破-脊灰四联苗（DTaP-IPV）、百白破-乙型肝炎（乙肝）-脊灰五联苗（DTaP-HepB-IPV）、甲型肝炎（甲肝）-乙肝二联苗（HepA-HepB）、百白破-脊灰-Hib五联苗（DTaP-IPV/Hib）和麻腮风-水痘四联苗（MMRV）等。百白破-乙肝-脊灰-Hib六联苗（DTaP-HepB-IPV/Hib）临床试验结果显示，血清保护/血清活性率和安全性均良好[10]。随着公众对公共卫生健康的需求提高和疫苗技术的创新，多联疫苗将是未来疫苗发展的趋势之一。

　　VLP是由病毒结构蛋白自组装形成的纳米级颗粒，其结构及免疫原性同天然病毒类似。VLP不含病毒的遗传物质因而不具备感染和复制能力，同时VLP具有高度重复展示的抗原表位，有利于被树突状细胞（dendritic cell，DC）吞噬和呈递给MHCⅠ类和Ⅱ类分子去激活适应性免疫应答，能够诱导机体产生强烈的细胞和体液免疫应答[11]，成为了理想的疫苗研发平台，还可以作为载体携带外源抗原或递送佐剂。目前已获批上市的VLP疫苗包括乙肝疫苗Sci-B-Vac™、宫颈癌疫苗Cervarix®、Gardasil®、Gardasil 9®和Cecolin®、疟疾疫苗Mosquirix™和戊型肝炎疫苗Hecolin®等[12]。此外还有多种基于VLP的预防性或治疗性疫苗已进入临床试验阶段，所针对的病毒主要包括诺如病毒、BK多瘤病毒、HIV和流感病毒等，同时针对阿尔兹海默病、恶性肿瘤和高血压等疾病治疗与控制的多种VLP疫苗也已进入临床试验阶段。

　　纳米颗粒疫苗是指以纳米材料作为载体、连接物或免疫调节剂，通过物理或化学方法连接特异性抗原和佐剂，用于疾病治疗和预防的疫苗。基于纳米载体的递送系统不仅可以保护疫苗过早降解提升其稳定性，而且利于免疫原靶向传递到APC[13]。该系统提供了一种合适的疫苗分子给药途径，并增强了细胞摄取，因此产生了强烈的体液、细胞和黏膜免疫应答。但纳米颗粒疫苗同样面临许多困难和挑战，如某些纳米颗粒疫苗会引发全身或局部炎症反应；有些纳米材料会在细胞内积累，导致纳米材料在体内的长期滞留从而可能引起血管血栓的形成；还存在生产、保存成本高等问题。目前关于纳米颗粒疫苗的研究大都处于临床试验阶段或临床前研究，包括呼吸道合胞病毒（respiratory syncytial virus，RSV）疫苗[14]、流感疫苗[15]和COVID-19疫苗[16]等。Marcandalli等[14]将RSV的融合（fusion，F）蛋白融合前构象三聚体DS-Cav1展示在纳米颗粒表面，在小鼠和非人灵长类动物中，颗粒化的DS-Cav1诱导产生的中和抗体滴度比单纯DS-Cav1高10倍，说明颗粒化的DS-Cav1是一个很有潜力的RSV疫苗，且基于结构基础的纳米颗粒平台是一个强有力的可操作平台。美国国家过敏症和传染病研究所（NIAID）的研究者将流感病毒血凝素（hemagglutinin，HA）的茎区展示在自组装的铁蛋白纳米颗粒载体上制成H1-SS-np疫苗，在小鼠和雪貂动物模型中能刺激产生广谱中和抗体，完全保护小鼠和部分保护雪貂针对异亚型病毒H5N1的攻击，目前处于Ⅲ期临床试验阶段[15]。美国Novavax公司基于纳米颗粒平台的COVID-19疫苗NVX-COV2373的Ⅰ/Ⅱ期临床试验显示，该疫苗有效且安全，刺激产生的免疫应答超过COVID-19恢复期血清的水平，Matrix-M1佐剂诱导产生的CD4+ T细胞应答偏向于Th1类；Ⅲ期临床试验保护数据显示其对症状性COVID-19及突变株病毒有较好的预防保护效果，虽对南非突变株预防具有一定程度下降，但仍符合WHO批准标准[17]。纳米颗粒疫苗平台能诱导强效的中和抗体应答，相较于VLP疫苗平台，设计形式更加灵活，能促进抗原展示和递送，提高疫苗效力。

　　病毒载体疫苗是一种利用病毒疫苗减毒株或非复制型病毒作为载体，将抗原基因的编码有效地传递到宿主细胞核并引发免疫应答的疫苗。目前已有多种病毒，如腺病毒、慢病毒、水疱性口炎病毒、疱疹病毒、麻疹病毒和重组牛痘病毒安卡拉株等作为载体用于疫苗的研发。病毒基因组可以表达任何特定的抗原，并可稳定接受大基因片段的插入，抗原可在宿主中准确的合成、修饰以及靶向特异细胞，使得病毒载体技术可用于多种疫苗开发。病毒载体在靶细胞中诱导刺激和自然感染过程类似，可产生强烈的体液免疫和细胞免疫应答。已上市获批使用的病毒载体疫苗主要为腺病毒载体的埃博拉病毒（Ebola virus，EBOV）疫苗[17-18]和COVID-19疫苗[19]。军事医学科学院和康希诺生物股份公司（康希诺）联合开发的首个获批新药的EBOV疫苗，将2014年的EBOV流行株整合到腺病毒Ad5载体中，临床试验安全性良好[17]，此外注射高剂量的Ad5载体疫苗能够克服受试者体内预存免疫的影响，并诱导产生较高的糖蛋白（glycoprotein，GP）特异性抗体和T细胞免疫应答。加拿大国家微生物实验室研发的首个获批上市EBOV疫苗Ervebo通过将EBOV分离株的GP替换VSV的GP构建而成，Ⅱ/Ⅲ期临床试验中，即时疫苗接种组未检测到出现症状的病例，而在7个延迟接种组共检测出16例病例，疫苗有效性达到100%[18]。基于重组病毒载体的COVID-19疫苗研发也取得一系列进展，目前已有4款疫苗获批使用，包括康希诺的Ad5-nCoV、俄罗斯的卫星V型疫苗rAd26-s/rAd5-s、英国牛津大学/阿斯利康公司的ChAdOx1 nCoV19和美国强生公司的2.S[19]，还有13个疫苗处于临床试验阶段。厦门大学夏宁邵团队联合香港大学陈鸿霖团队基于流感病毒减毒活疫苗载体DelNS1，共同研发了鼻喷减毒流感病毒载体COVID-19疫苗，目前正在进行II期临床试验。病毒载体疫苗相对成熟，其具有遗传可塑性、安全性，且无需佐剂就能诱导强烈的T细胞应答[19]，在传染病和癌症方面具有重大意义。

　　亚单位蛋白疫苗是通过基因工程方法，将病原体特异蛋白基因整合到合适的表达系统如大肠埃希菌原核表达系统、酵母、昆虫细胞和哺乳动物细胞等真核表达系统，通过体外大量培养表达病原体蛋白，再经纯化制备而成。亚单位蛋白疫苗能够基于基因工程技术优化抗原蛋白分子设计，提高其免疫原性。同时亚单位蛋白疫苗具有良好的安全性和稳定性。但亚单位疫苗也有一些不足，体外表达的抗原蛋白难以保持其构象表位，诱导的免疫应答可能较弱；外源蛋白通常呈现MHCⅡ类应。