设计疫苗首先要找到合适的成分。每一种感染源都有一种被称为抗原的分子，免疫系统有可能识别并攻击它们。因此，科学家必须仔细考虑哪些抗原应该加入疫苗。
科学家们知道如何设计疫苗，但有许多疾病并没有通过接种疫苗得到控制。例如，艾滋病毒变异迅速，非常善于躲避免疫系统，因此科学家很难找出疫苗中应该包含哪些抗原。
在一项新的免疫研究中，拉霍亚免疫研究所(LJI)的研究人员指出，提高人体对疫苗免疫反应的一种方法是将抗原的价因子考虑在内。化合价是指抗原上的抗体结合位点的数目。
“化合价的不同可以影响抗体反应，”Yu Kato博士说，他是LJI的博士后研究员，也是这项新研究的第一作者。
你可以把抗原价想像成乐高积木上的小块。价值越高，抗体就有更多的着落点。但在疫苗中加入更高的抗原价并不意味着效果更好。
“不同的疫苗有非常不同的价。白喉毒素是二聚体，价为2。乙肝疫苗是100-120，”Kato解释说。“由于这些抗原在许多其他方面也不同，对于不同的价如何影响B细胞反应还没有明确的共识。”
在这项新的研究中，研究人员与LJI显微镜核心密切合作，并使用一种叫做双光子显微镜的先进成像技术来观察价态对B细胞反应的影响。
研究人员发现，高价抗原可以导致人体产生更多能产生抗体的B细胞。就像免疫系统看到抗原上的许多目标，就采取分散射击的方法来打击它们。事实上，60的价似乎足以增加B细胞的数量，而4的价在许多情况下可能就足够了。
“价格很重要，但你不需要把1000的价格植入你的疫苗中，它就会产生影响，”LJI教授Shane Crotty博士说，他和Scripps研究的William Schief教授共同领导了这项新研究。
低价抗原确实会导致更小的，更有针对性的B细胞反应。这些B细胞比较少见，但它们更有可能是敏捷的射手。这些细胞被称为“高亲和力”。
科学家们很早就知道了价，但是很难测试哪种抗原的价在疫苗中最有效。
一个大问题是不同的病原体不仅仅在价上不同。它们也有不同的结构，不同的进入细胞的方式，以及不同的躲避免疫系统的策略。这意味着研究原子价效应的科学家们只能拿苹果和橙子做比较。
“蛋白质真的是独一无二的，所以我们必须把它变成一个苹果对苹果的比较，”Crotty说。
为了解决这个问题，研究人员与斯克里普斯研究所的谢夫实验室合作。Schief和他的同事已经开发出了HIV蛋白的抗原值，从1到60不等。这些抗原都是以来自HIV的蛋白质为基础的，这使得它们优于以前用于价研究的工程抗原。随后，LJI和斯克里普斯的研究团队合作在老鼠身上测试抗原。
Kato说:“在Schief实验室的合作中，我们开发了一个可以显示不同抗原的平台。”“这个平台的设计让我们能够以公平的方式比较反应。”
研究人员得出的结论是，虽然疫苗需要不止一个结合点的价，但选择4的价而不是60的价对B细胞的反应没有太大影响。
在疫苗设计中，化合价仍然是一个重要的考虑因素。例如，由于艾滋病病毒很难被免疫系统识别，所以以该病毒为目标的B细胞非常罕见。这意味着，高效抗原可以通过刺激免疫系统产生“多即是好”的反应，来帮助增加这些罕见的B细胞数量。
选择合适价的抗原将真正取决于科学家们试图针对的疾病。“根据我们需要启动的B细胞类型，我们需要考虑哪种化学键可能是最好的，”Kato说。
科学家在设计COVID-19疫苗时可能还需要考虑化合价。世界各地的不同实验室都在测试含有多种不同价抗原的疫苗。哪种效果最好?“解决这个问题是绝对有可能的，COVID的研究人员正在研究利用价效应的方法，”Kato说。
“卡托博士做了一项漂亮的工作，阐明了价和其他几个分子参数对疫苗反应的影响，”Schief补充说。“这是一项非常有益的合作，我们肯定会将这项研究的信息用于我们未来针对艾滋病毒、SARS-CoV-2和其他病原体的疫苗设计。”
