病菌無處不在,我們的環境以及我們的體內都有病菌存在。如果當抵抗力弱且容易受到感染的人遇到有害生物(病菌/病毒/寄生蟲),便可能因此患病和死亡。
雖然人體有許多防禦病原體(致病生物)的方法。例如皮膚、粘液和纖毛(將碎屑從肺部移除的微小毛髮)都可充當物理屏障,防止病原體進入身體。
但如果病原體突破這些屏障,感染了身體,便會觸發體內的防禦系統,即所謂的自身免疫系統,會對病原體進行攻擊、摧毀或擊敗它。
疫苗接種多數時候是一種可以激起個體自然防禦機制的醫療行為,以預防未來可能得到的疾病,這種疫苗接種特稱為預防接種(prophylactic immunization)。
疫苗不僅可以使接種者罹患該疾病的發病率下降,當一種疫苗所對付之疾病僅感染單一物種時,便有機會消滅該疾病的病原,例如天花在自然界僅感染人類,當幾乎所有人都接種疫苗後,天花無法繼續傳播,亦無法於其他動物之間蔓延,因此於1980年聯合國宣布天花的滅絕,以及1999年第二型的小兒麻痺亦不復存在。因此逐漸有許多國家取消相關疫苗的接種,也使得未接種疫苗的個體可能在未來受到生物戰爭的威脅。
疫苗也可以用來做積極的免疫治療,這種技術刺激免疫系統大量製作抗體,或是以外來的相應抗體,共同來對付已經感染之患者體內存有的病原,狂犬病疫苗即是運用此原理,同時這種疫苗也可能用作預防性疫苗。而近年對癌症以及愛滋病的研究發現,病變的細胞和一般細胞表面有不同的標記,可能適合作為抗體攻擊的目標,用以治療患者。
病原體可以是細菌、病毒、寄生蟲或真菌,這些病原體可在體內引起疾病發作。每種病原體都由幾個部分組成,通常是特定病原體及其引起的疾病所特有的。病原體中導致抗體形成的部分被稱為抗原。針對病原體的抗原而產生的抗體是免疫系統的重要組成部分。我們可將抗體視為身體防禦系統中的士兵。我們系統中的每種抗體或士兵都受過訓練,能夠識別一種特定的抗原。當我們體內儲存有成千上萬種不同的抗體後。人體第一次接觸某種抗原時,免疫系統需要時間來做出反應並產生針對該抗原的抗體。
一旦產生抗原針對性的抗體後,這些抗體便會與免疫系統的其餘部分合作,摧毀病原體並阻止疾病發作。對一種病原體的抗體通常不能抵抗另一種病原體,除非兩種病原體像兄弟一樣非常相似。身體在對抗原的最初反應中一旦產生抗體,也會同時製造產生抗體的記憶細胞,即使在病原體被抗體擊敗後,這些記憶細胞也仍能存活。如果身體再次接觸同一種病原體,抗體反應會比第一次快得多,也更有效,因為記憶細胞隨時準備好產生針對該抗原的抗體。
這意味著,如果人體日後暴露於這種危險病原體,其免疫系統將能夠立即做出反應,防止疾病發作。
疫苗包含特定生物體的弱化或滅活部分(抗原),可在體內引發免疫反應。較新的疫苗包含產生抗原的模型,而不是抗原本身。不管疫苗是由抗原本身還是模型組成,身體都將產生抗體,這種弱化的版本一般不會在接受疫苗的人身上引起疾病,但卻會促使其免疫系統做出反應,且程度與針對實際病原體的第一次反應相當類似。
有些疫苗需要分幾週或幾個月多次注射,以便產生長效抗體和記憶細胞。通過這種方式,身體可受到訓練以對抗特定的致病生物,建立對病原體的記憶,以便在未來受到感染時能快速對抗病原體。
當人們接種疫苗後,便很可能受到保護,免受目標疾病的侵害。但是不是每個人都能接種疫苗。患有削弱免疫系統的基礎病症(如癌症或艾滋病)或對某些疫苗成分嚴重過敏的人可能無法接種某些疫苗。但如果這些人生活在接種過疫苗的人群中,他們仍然可以得到保護。如果社區中許多人都接種了疫苗,病原體便很難傳播,因為它遇到的大多數人都具有免疫力。因此,接種疫苗的人數越多,無法接種疫苗的人接觸有害病原體的可能性就越小。這就是所謂的群體免疫。