疫苗有助于预防致命的传染病疫情——埃博拉和寨卡等疫情发生后，全球需要加强协作，共同研发、生产和分发疫苗，这一点已变得格外明显。
但疫苗究竟是什么？本文将解释疫苗如何发挥作用、由什么制成，以及如何接种。
1. 什么是疫苗？
疫苗让我们在可控条件下首次接触某种疾病，从而训练免疫系统，以便将来遇到这种疾病时能够应对。
免疫系统通过区分哪些东西属于身体、哪些不属于身体来抵御疾病，并摧毁后者。免疫系统会通过外来物质表面的标记识别不需要的物质，这些标记称为抗原。
疫苗通过让免疫系统接触病原体的抗原来发挥作用。病原体是会导致疾病的物质，例如病毒或细菌。当免疫细胞遇到这些抗原时，就会开始产生抗体，直接攻击外来物质；同时还会产生寿命较长的白细胞，称为记忆T细胞和记忆B细胞。
如果免疫系统再次遇到相同的抗原，记忆细胞就能确保迅速、大量地产生针对性抗体，让你患病的可能性大大降低。
为什么我们没有针对所有疾病的疫苗？对于某些疾病，科学家尚无法通过标准疫苗设计诱发足够强的免疫反应。对于其他疾病，虽然可能已有几种有希望的疫苗，但严格的安全性和有效性测试意味着疫苗上市可能需要数年时间。也可能是因为还需要更多资金。
2. 疫苗里有什么？
疫苗含有病原体的抗原，用来诱发免疫反应并刺激抗体生成。不过，疫苗有不同类型，递送抗原的方式也各不相同。
减毒活疫苗： 有些疫苗含有完整病原体的活体版本，例如可预防结核病的卡介苗（BCG，卡介苗）。不过，为降低感染风险，这类病原体在接种前会被削弱（减毒），使其毒力降低。麻疹、腮腺炎和风疹（MMR）疫苗也使用减毒活病毒。
灭活疫苗：有些疫苗含有失去活性的病原体，也就是已被杀死的病原体，例如通过加热或使用甲醛将其灭活。免疫系统仍能识别并对病原体作出反应，但病原体无法繁殖，因此不会造成感染风险。霍乱、甲型肝炎和狂犬病疫苗都含有灭活病原体。
类毒素疫苗：有些疾病的症状由细菌产生的有害物质引起，这些物质称为毒素。针对这类疾病（例如破伤风）的疫苗使用灭活毒素（称为类毒素）来刺激免疫反应。
亚单位疫苗：其他疫苗只含有病原体中最能刺激免疫反应的抗原，称为亚单位疫苗。由于只包含必要抗原，而不含完整病原体，这类疫苗引发不良反应的可能性低得多，也没有感染风险。不过，与减毒活疫苗相比，亚单位疫苗诱发的免疫反应往往较弱。
结合疫苗： 最后，有些病原体很难被免疫系统识别，因此需要一种特殊类型的疫苗。表面包覆糖分子（称为多糖）的细菌能够遮蔽其表面的抗原物质，使免疫系统难以识别它们并产生反应（儿童尤其如此）。为应对这一问题，人们制成了结合疫苗：先将细菌的糖包膜分离为亚单位，再通过化学方式与较大、较易识别的载体蛋白连接。这些新的结构容易被识别，能够刺激免疫反应，产生的抗体今后也能识别并对抗这类带有包膜的细菌。
其他成分： 除这些活性成分外，疫苗还含有：
液体，例如无菌水、生理盐水或含蛋白质的液体，用于悬浮疫苗内容物
稳定剂，例如白蛋白、明胶或糖类，帮助活性成分在遭遇不利条件时保持稳定，例如极端温度或光照、湿度、酸度变化
防腐剂，例如酚类或抗生素，用于防止疫苗中有害细菌和真菌滋生。
有些疫苗还含有佐剂，例如铝化合物等可增强疫苗抗原所引发免疫反应的物质。亚单位疫苗通常会使用佐剂。
疫苗还可能含有制造过程中使用物质的微量残留：例如，有些疫苗利用受精鸡蛋培养，因此可能含有微量蛋白质；灭活疫苗也可能含有极少量甲醛。
3. 为什么疫苗需要冷藏？
疫苗中的抗原属于生物物质，遇到高温会分解，从而降低甚至完全破坏疫苗的效力。生物分子也会随时间自然降解，降低温度可以减缓降解速度。不过，含铝佐剂的疫苗不能冷冻，因为零下温度会破坏佐剂的结构，使其失去效用。
因此，世界卫生组织（WHO）建议将大多数疫苗保存在2°C至8°C之间，但也有例外。例如，口服脊髓灰质炎疫苗非常不稳定，因此WHO建议在分发供接种前将其保存在–25°C至
–15°C之间。
疫苗在接种前始终保持低温（即“维持冷链”），是低收入国家面临的一大挑战。许多这类国家气候炎热，电力供应有限且时断时续，因此难以持续冷藏。值得庆幸的是，已有多种解决方案。
一种方法是使用被动冷却箱——装有冰的大型真空保温容器，可使疫苗保持低温长达一个月。其他选择还包括电池供电和太阳能冰箱。
目前正在探索的终极解决方案，是研发新型热稳定疫苗，使其能够在多种不同温度下储存和运输而不损失效力。
4. 疫苗如何接种？
疫苗能使全身产生免疫力，也能在特定身体部位诱发特定的免疫反应。因此，疫苗采用何种递送方式十分重要。
如果疫苗能在病原体可能侵入并伤害身体的部位（例如黏膜）促使抗体生成，其效果就会最好。因此，为确保作用靶向适当，疫苗的递送途径往往会模仿病原体的侵入途径。
例如，口服脊髓灰质炎疫苗通过吞服接种，以促使肠道内壁产生抗体。脊髓灰质炎病毒经受污染的食物和水进入人体后，最终会到达肠道并在那里繁殖。
鼻内接种（经鼻接种）也能达到同样效果，但作用部位是鼻腔黏膜。这种递送方式用于预防需要突破鼻腔黏液屏障才能感染人体的疾病，例如流感。
不过，有时也需要采用特定递送途径，以尽量减少疫苗对身体造成不良影响的可能性。含铝佐剂的疫苗如果不注射到肌肉组织，往往会引发炎症（肉芽肿）；而预防结核病的卡介苗则注射到皮肤最外层，这一过程称为皮内注射，以避免损伤血管和神经。
有些疫苗（例如黄热病和MMR疫苗）缓慢释放到体内时效果最佳。因此，这些疫苗会注射到皮肤与肌肉之间的脂肪层。该部位血流有限，可防止疫苗过快扩散至全身。这种方法称为皮下注射。
5. 疫苗有多有效？
疫苗能有效帮助个人获得针对某些疾病的免疫力，但并非在百分之百的情况下都能产生免疫力。每个人的免疫系统都不相同：有些人不会对疫苗抗原产生抗体，因此无法获得免疫力。
活疫苗通常最能诱发免疫反应，但活病原体发生变异、变成具有传染性的形式的风险虽小，却确实存在。例如，据估计，口服脊髓灰质炎疫苗中的活病毒可能导致瘫痪，发生率约为每250万剂疫苗中1例。
不同疫苗的有效率也各不相同：灭活脊髓灰质炎疫苗接种三剂后有效率为99%，而伤寒疫苗的有效率仅约为70%。
另一个复杂之处在于，有些疫苗的效果会随时间减弱。两剂MMR疫苗通常可提供20年的麻疹保护，但伤寒疫苗的效果一般会在三年后减退。科学家目前正在研究这种情况发生的原因。这就是我们需要接种加强针的原因——“提醒”免疫系统如何识别某些病原体，并增强免疫力。
在人群层面，疫苗非常有效。疫苗已彻底消灭了一些疾病，例如天花，该病于1980年被宣布根除。
在其他情况下，疫苗可以阻止疾病传播。这是通过群体免疫实现的。没有任何疫苗的有效率达到百分之百，而且人群中并非人人都会接种疫苗；不过，如果大多数人接种疫苗并对某种疾病产生免疫力，该病传播的能力就会大幅降低。
这也能保护没有免疫力的人免受感染。例如，要维持麻疹的群体免疫，人群中必须有95%的人具有免疫力。
未能维持群体免疫可能造成危险。2013年威尔士的麻疹疫情是由疫苗接种率下降所致，这意味着感染者更有可能接触到其他未受保护的人。
6. 疫苗有哪些相关风险？
在西方国家，疫苗非常安全——国家监管机构负责监管疫苗的测试和生产，确保疫苗适用于人体。
即便如此，也不是所有人都适合接种疫苗。对蛋白质或猪明胶等微量成分过敏的人，必须避免接种使用这些物质培养的疫苗。有些人可能对部分疫苗中使用的抗生素过敏。因此，通常不会在疫苗中使用已知容易引发过敏反应的抗生素，例如青霉素。
建议孕妇避免接种活疫苗，以防活病原体影响未出生的孩子。同样，正在从某些疾病中康复的成年人也应推迟接种相关疫苗，直至康复。
关于疫苗负面副作用的谣言很多，这些说法不仅不真实，还可能造成严重危害。20世纪90年代，英国曾出现将MMR疫苗接种与自闭症联系起来的虚假说法，导致该国部分地区的疫苗接种率大幅下降。
这导致群体免疫力下降，近年来麻疹和腮腺炎疫情因此暴发。这两种疾病都可能导致脑炎，这是一种罕见但可能致命的脑部炎症。
疫苗接种面临的最大风险存在于低收入国家。这些风险与疫苗本身无关，而是涉及疫苗监管和接种。
一些国家的监管机构不可靠，可能无法阻止假疫苗的生产；未能在接种前持续冷藏疫苗，可能导致接种变质、失效的疫苗；接种人员培训不足，可能导致针头重复使用，从而有传播艾滋病病毒/艾滋病等血液传播疾病的风险。
7. 为什么不同年龄要接种不同疫苗？
人们会在有感染某种疾病风险时接种疫苗。许多疫苗在幼年时接种，因为儿童的身体可能还不够强壮，无法抵御自然发生的疾病，因此更容易受到疾病威胁。
例如，2015年麻疹在全球造成134,000人死亡，是幼儿死亡的主要原因之一，因此儿童会在年幼时接种麻疹疫苗。
有些疫苗安排在儿童时期接种，是因为它们对成年人的效果较差。不过，某些疾病只有到人生较晚阶段才会构成风险，因此无须在儿童时期接种相关疫苗。人乳头瘤病毒（HPV）可导致宫颈癌，通过性接触传播，所以HPV疫苗通常只在女孩进入青春期后接种。
同样，65岁之前，大多数成年人都没有因流感而患重病的风险。不过，随着身体衰老，抵抗流感的能力会下降。因此，老年人是WHO建议接种季节性流感疫苗的五类人群之一。
风险的差异和变化解释了为什么疫苗接种计划会因地区和时间而异。例如，在英国，只有居住在感染结核病确有风险地区的儿童才会接种卡介苗，例如伦敦市中心；低风险地区的儿童则不接种。对于已经根除的疾病（例如天花），疫苗接种计划已不复存在。
8. 谁来决定是否接种疫苗？
一些欧洲国家以及澳大利亚和加拿大没有强制接种疫苗的规定，有些父母会决定不给孩子接种。这可能是因为他们担心潜在的副作用，也可能是因为接种疫苗与其宗教信仰相冲突。
只要接种率没有低于维持群体免疫的临界阈值，他们的孩子就仍受保护。不过，一旦疫情暴发，未接种疫苗的儿童就容易受到感染，也会助长疾病传播。有些儿童也无法接种疫苗，因为他们年龄太小，或患有使接种不安全的疾病。如果群体免疫遭到破坏，这些儿童也会面临风险。
在其他地方，为确保群体免疫，接种疫苗是强制性的。例如，在纽约州，儿童必须在入学前接种规定的疫苗。因医疗原因或父母出于宗教理由反对接种的，可获得有限豁免。
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