和许多事情一样，它开始于一种需求、一种好奇心和一个有趣的故事。在18世纪，天花是全球性的灾难。大约三分之一的感染者死亡;幸存者留下疤痕，有时甚至毁容。由于起源不明，天花通过人类的贸易、征服和探索在世界各地传播。早期控制方法，如天花病毒——将天花疮的脓液抓入无病者的皮肤(以天花病毒命名，天花)，他们只取得了轻微的成功。
1796年，英国内科医生爱德华·詹纳(Edward Jenner)注意到，人们普遍认为，感染了牛痘(牛痘与天花类似，但无害)的挤奶女工能更好地抵御这种更致命的病毒。Jenner猜测牛痘可能提供保护，为了验证他的理论，她从挤奶女工Sarah Nelmes手上的牛痘疮上取了脓液，她被一个名叫Blossom的挤奶工感染了。然后，他把它注入了园丁九岁的儿子詹姆斯·菲普斯(James Phipps)的双臂。几个月后，詹纳多次将菲普斯直接接触天花病毒，但菲普斯从未患上天花。在对另外23人成功测试了他的方法后，詹纳发表了文章论疫苗接种的起源在1801年。
詹纳被认为是疫苗之父(他发明了这个术语)Variolae疫苗但事实上，他是建立在现有知识的基础上的。中国和印度的医生是天花接种的先驱(简单的意思是:人们不会两次感染同一种疾病)。1720年代，玛丽·蒙塔古女士从君士坦丁堡引进了天花接种的理念。
尽管如此，詹纳的这些伦理上可疑的测试提供了一个关键的发现:让一个人对某种疾病产生免疫力，而不是让他们患上真正的疾病，是有可能的。
天花疫苗现在被称为“减毒疫苗”:一种活的病原体，与野生型类似，但危险性较低(只要你的免疫系统没有受损)。在19世纪的最初几十年里，人们发明了减毒疫苗来预防一系列病原体，包括细菌(如肺结核)和病毒(黄热病)。
到19世纪晚期，美国和法国的科学家发现，如果通过小心翼翼的加热或使用某些化学处理，细菌被温和地杀死，它仍可能引发免疫反应。“灭活”疫苗诞生了，并被用于预防伤寒和霍乱等细菌性疾病。人们又花了几十年的时间才弄清楚如何灭活病毒——它们比细菌小得多，而且更难“杀死”——但灭活流感疫苗在20世纪30年代就出现了。
1923年，英国研究人员亚历山大·格伦尼和芭芭拉·霍普金斯取得了另一个飞跃，他们发明了一种含有纯化和治疗细菌毒素的白喉疫苗。受者在没有接触过细菌的情况下对毒素产生了免疫力。
但是疫苗的发明仍然是针对目标疾病的高度特异性的:例如，制造麻疹疫苗的技巧不太可能帮助发明脑膜炎球菌的保护性治疗方法。
了解DNA——以及它触发RNA和蛋白质生产的方式——是下一个重大飞跃。如果你能把病毒的部分DNA加入我们的身体，让我们的细胞做所有艰苦的工作，会怎么样?
2014年，在西非埃博拉疫情的刺激下，一种“病毒载体”疫苗开始了第一阶段的试验。它使用了一种无害的非埃博拉病毒，将埃博拉DNA的一部分进入人类细胞的细胞核。然后这些细胞将DNA转录成RNA，进而制造埃博拉病毒蛋白质(但不是整个病毒)，供我们的免疫系统学习如何摧毁。
这是这种病毒载体首次获得广泛成功。世界卫生组织于2019年11月正式批准了该计划:自詹纳的日子以来，安全标准有所提高，从构想到推出的五年时间非常快。
但研究人员已经在考虑另一种简化疫苗的方法:是否有可能跳过载体和DNA步骤，直接将信使RNA(或信使RNA)放入我们的体内?包括辉瑞(Pfizer)和Moderna在内的几家生物技术公司花了2010年代的时间研究出mRNA的最佳外壳，当2019年末COVID-19爆发时，mRNA疫苗制造商已经做好了准备。
在这篇文章，我们打开疫苗的所有成分-你可能会惊讶于有多少熟悉的东西…
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本文节选自《宇宙》杂志第92期，该杂志将于2021年9月2日星期四发售。
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