长期以来，疫苗一直被誉为我们最伟大的公共卫生成就之一。它们可以用来保护我们免受病毒或细菌微生物的感染。例如，麻疹和天花是病毒;是一种引起一系列疾病的细菌，包括肺炎、耳鼻喉感染和脑膜炎。由于疫苗根除了天花，大大减少了脊髓灰质炎和麻疹感染，数亿人的疾病和死亡得到了预防。然而，关于疫苗是如何生产的，以及为什么在生产过程中包含一些听起来吓人的成分，仍然存在一些误解。

我们的疫苗生产已经从早期发展了很多，那时接种疫苗是有潜在危险的。给一个人接种天花痂通常会导致轻微的感染(称为“天花接种”)，并通过“常规”方式(通过空气)保护他们免受感染。但感染仍有可能很严重。当爱德华·詹纳(Edward Jenner)引入第一个真正的牛痘疫苗接种时，预防天花变得更加安全，但仍然存在问题:牛痘物质可能被其他细菌污染，有时会从一个接种疫苗的人传播到另一个人，导致血源性病原体的无意传播。在过去的200年里，我们取得了长足的进步。

疫苗有不同的种类，从实验室到医生办公室需要不同的过程。所有这些的关键是一个或多个抗原的产生，这是触发宿主免疫反应的微生物的一部分。

减毒活疫苗和灭活疫苗

有几种制造抗原的方法。一种常见的技术是在细胞培养液中培养病毒。活细胞通常生长在一个叫做生物反应器的大桶中，活细胞被接种病毒，并置于一个含有营养物质(蛋白质、氨基酸、碳水化合物、基本矿物质)的液体培养基中，这些营养物质可以帮助病毒在细胞中生长，在每个被感染的细胞中产生数千个病毒副本。在这个阶段，病毒也得到了自身剂量的保护药物:像新霉素或多粘菌素B这样的抗生素，它们可以防止细菌和真菌污染，从而杀死作为病毒宿主的细胞。

一旦病毒在宿主细胞中完成其生命周期，病毒就会被从宿主细胞和生长介质中分离出来，并被丢弃。这通常使用几种类型的过滤器;这些病毒很小，可以通过过滤器上的小孔，从而捕获较大的宿主细胞和细胞碎片。

这就是“减毒活疫苗”的制造过程。这些疫苗含有经过改造的病毒，因此它们不再对人类有害。其中一些细胞在非人类细胞中生长了好几代，比如鸡的细胞，因此它们已经发生了变异，不再对人类造成伤害。其他的，如流感鼻雾，在低温下生长，直到它们失去了在较高温度的肺中复制的能力。这些疫苗中有许多可能是你小时候接种过的:麻疹、腮腺炎、风疹和水痘。

减毒活疫苗在体内短暂复制，引发免疫系统强烈而持久的反应。因为你的免疫系统在它认为是主要威胁的时候进入高速运转，你需要更少剂量的疫苗来预防这些疾病。与有害的病毒不同，这些疫苗不太可能(因为它们只在低水平上复制)导致宿主发病，或将其传播给其他接触者。一个例外是脊髓灰质炎活疫苗，这种疫苗可能传播给其他人，而且在极其罕见的情况下会导致脊髓灰质炎疾病(300万剂病毒造成约一例脊髓灰质炎)。由于这个原因，活脊髓灰质炎病毒于2000年在美国停止使用。

科学家使用同样的生长技术来生产“灭活”或“灭活”疫苗，但他们增加了一个额外的步骤:病毒死亡。灭活病毒被杀死，通常是通过热处理或使用甲醛等化学物质，这些化学物质会改变病毒的蛋白质和核酸，使病毒无法复制。灭活疫苗包括甲型肝炎、注射的脊髓灰质炎病毒和流感疫苗。

死亡病毒显然不能在你体内复制。这意味着，对灭活疫苗的免疫反应不像减毒活疫苗那样强烈;活病毒的复制会提醒多种类型的免疫细胞潜在的入侵者，而灭活疫苗主要只提醒免疫系统的一部分(产生抗体的B细胞)。这就是为什么你需要更多的剂量来获得和维持免疫力。

尽管在20世纪60年代之前，减毒活疫苗是生产疫苗的主要方式，但对潜在安全问题的担忧以及生产它们的难度意味着，如今很少有人试图开发新的减毒活疫苗。

组合、细菌和基因工程疫苗

其他的疫苗根本不是由完整的有机体制成的，而是由微生物的一小部分组成的。同时预防白喉、百日咳和破伤风的联合疫苗就是一个例子。这种疫苗被称为儿童百白破，成人百白破。它含有白喉、百日咳和破伤风细菌的毒素(导致疾病的蛋白质)，这些毒素已经被化学物质灭活。(这些毒素一旦被灭活就被称为“类毒素”。)这保护了主机。即使你暴露在微生物中，也有可能患上白喉和破伤风。(有些病毒含有毒素，比如埃博拉病毒，但它们不是关键抗原，所以目前的疫苗没有使用它们。)

正如他们在开发减毒活疫苗或灭活疫苗时所做的那样，制造这些细菌疫苗的科学家需要培养一些目标细菌。但是因为细菌不需要宿主细胞来生长，它们可以由疫苗制造商在简单的营养肉汤中生产。然后将毒素从其余的细菌和生长培养基中分离出来，灭活后用作疫苗。

类似地，一些疫苗只含有一些细菌的抗原。B型和所有的疫苗都使用细菌外层的糖作为抗原。这些糖从细菌中纯化，然后与另一种蛋白质结合，以增强免疫反应。这种蛋白质帮助招募T细胞和B细胞，并产生更强烈的反应。

最后，我们还可以利用基因工程生产疫苗。我们这样做是为了治疗乙型肝炎，这是一种可导致严重肝病和肝癌的病毒。乙肝疫苗由单一抗原组成:乙型肝炎表面抗原，它是病毒外部的一种蛋白质。制造这种抗原的基因被插入酵母细胞;这些细胞可以在类似于细菌的培养基中生长，而不需要进行细胞培养。然后从酵母中分离出乙肝表面抗原，作为疫苗的主要成分。

疫苗中的其他成分(以及它们存在的原因)

一旦你有了活的或死的病毒，或纯化的抗原，有时需要添加化学物质来保护疫苗或使其更好地工作。佐剂，如铝盐，是一种常见的添加剂;它们帮助增强对某些抗原的免疫反应，使抗原与免疫系统细胞保持较长一段时间的接触。百白破/百白破、脑膜炎、肺炎球菌和乙型肝炎的疫苗都使用铝盐作为佐剂。

其他化学物质可以作为稳定剂加入，以帮助保持疫苗即使在极端条件下(如高温)也能有效工作。稳定剂可以包括糖或味精。可以添加防腐剂来防止成品中微生物的生长。

多年来，最常见的防腐剂是一种叫做硫柳汞的化合物，它含有50%的乙基汞。乙基汞不会留在周围;你的身体会通过肠道和粪便迅速将其清除。(这与甲基汞不同，甲基汞在鱼类中积累，高剂量时可能对人体造成长期损害。)2001年，出于消费者的担忧，儿童接种的疫苗中不再含有硫柳汞，但许多研究已证明其安全性。

最后，疫苗被分成小瓶运送给医生、医院、公共卫生部门和一些药店。它们可以是单剂量或多剂量瓶，只要准备好并远离患者治疗区，就可以用于多个患者。防腐剂对多剂量瓶很重要:细菌和真菌的机会性非常好，多种用途增加了疫苗被污染的可能性。这就是为什么硫柳汞仍被用于一些多剂量流感疫苗。

尽管有些疫苗成分听起来令人担忧，但这些化学物质中的大多数在多次纯化过程中被去除，而那些残留的(如佐剂)是疫苗有效所必需的，它们的含量很低，并且有良好的安全记录。