综述：加速疫苗研发：应对新发传染病的即插即用平台技术

这篇综述系统阐述了应对新发传染病的"即插即用"（plug-and-play）疫苗平台技术，重点分析了mRNA、病毒载体（viral vector）和重组蛋白/纳米颗粒（recombinant protein/nanoparticle）三大技术路径。文章指出，这些平台通过复用已验证的疫苗"骨架"（backbone），将传统疫苗15-20年的研发周期缩短至数月，同时结合人工智能（AI）在抗原表位预测和免疫原性建模方面的突破，为快速应对SARS-CoV-2等变异病毒提供了创新解决方案。

　　

Abstract

新发病原体凸显了对快速开发疫苗的迫切需求。传统疫苗研发需耗时数年，难以应对快速变异的病毒。即插即用疫苗平台通过复用已验证的骨架，减少了重复的安全性和生产步骤，从而加速监管审批和大规模生产。人工智能和计算工具加速了抗原和表位识别、免疫反应建模和疫苗设计，这些创新已显著缩短时间线并提高效力。

1. Introduction

新发病原体如SARS、埃博拉、寨卡和COVID-19对全球健康构成威胁。气候变化、城市化和人畜互动加剧了这些威胁。快速疫苗开发对控制疫情至关重要，可预防重症、减少住院和死亡。传统疫苗开发需15-20年，涉及临床前研究、临床试验和上市后监测。

1.1. Vaccine Development

疫苗开发始于对免疫的理解，包括先天和适应性免疫。成功的疫苗通常通过抗原呈递和佐剂刺激高亲和力抗体和T细胞反应。疫苗设计需考虑病原体生物学和免疫学结果，包括减毒活疫苗、灭活疫苗、亚单位疫苗、重组载体疫苗、DNA疫苗和植物疫苗。

1.1.1. Current issues

传统疫苗开发周期长、成本高，需5-18年。使用活或灭活病原体需广泛安全测试。制造过程缓慢且昂贵，地缘政治和经济因素加剧了这些障碍。COVID-19凸显了快速开发疫苗的必要性，即插即用平台有望解决这些问题。

2. Preventative Vaccine Platforms

即插即用疫苗平台复用已验证的骨架，允许保留现有生产步骤，插入病原体特异性基因，从而加速开发。

2.1. mRNA Vaccine Platforms

mRNA疫苗设计灵活，可快速更新。其无细胞制造可大规模生产，诱导强大的细胞和体液免疫。但动物模型预测性有限，且肌注途径常导致弱黏膜反应。

2.2. Viral Vector Machine Platforms

病毒载体疫苗通过部分模拟自然感染，触发强大的T细胞免疫。但预存免疫可能减弱反应，且某些载体存在安全顾虑。

2.3. Recombinant Protein/Nanoparticle Platforms

重组蛋白/纳米颗粒疫苗通过多价抗原展示增强免疫原性，安全性高。但T细胞覆盖可能不足，且依赖佐剂。

3. Discussion

即插即用平台将疫苗开发的限速步骤从"构建"产品转为"选择"抗原，大幅缩短时间。但安全信号可能成为平台级风险，且全球公平性取决于制造共享。

3.1. Future Directions

AI通过机器学习加速抗原识别和疫苗设计。PoxiPred预测痘病毒T细胞表位，DNNs预测SARS-CoV-2 B细胞表位。AI还优化mRNA疫苗设计和个性化疫苗开发。

4. Conclusion

即插即用疫苗平台和AI的协同作用有望快速应对新发传染病，但需解决监管和分配挑战。这些创新将重塑疫苗研发格局，为全球健康提供保障。