我们都必须每年注射流感疫苗。我知道，这并不是很有趣，但至少在流感季节你会得到保护。但为什么我们每年都要注射流感疫苗？我们大多数人都知道这是由于病毒外壳蛋白的变化，特别是血凝素和神经氨酸酶（当你谈论流感病毒株时是H和N），这使得我们的抗体不再识别病毒，也不再保护我们免受感染。因此，不管你喜不喜欢，我们每年至少有一天必须处理上臂疼痛的问题。但为什么会这样呢？
一般来说，病毒的突变率高于细菌或其他病原体。对于流感，这部分是由于病毒载量高。病毒颗粒在病毒载量高达1010拷贝/mL的情况下，每代可发生多达2×10-6的变异；这将为每个复制周期提供大约100000000个突变体。虽然我们的免疫系统可以清除这些“新”病毒颗粒中的大部分，但有些病毒颗粒会传递给新的宿主，并在未来几年成为新的病毒株。
这种改变表面蛋白质的系统（也称为抗原变异）绝非病毒所独有。引起脑膜炎和淋病的细菌（Neisseria spp.）能够修改其pilin基因的序列，pilin是哺乳动物感染的主要免疫靶点。此外，引起莱姆病的细菌伯氏疏螺旋体可以通过将“沉默”基因座的序列重组到单个表达基因座来主动“突变”表面蛋白VlsE，从而改变VlsE蛋白的结构并逃避免疫识别。使用这种抗原变异策略，B。伯氏疟原虫能够逃避免疫系统并无限期地留在宿主体内；细菌不断地领先于免疫系统，当一个细菌种群被杀死时，免疫系统尚未瞄准的较小变异种群会进行克隆扩增。谈谈行动中的自然选择！
真核寄生虫也可以利用抗原变异策略逃避宿主免疫系统。疟疾寄生虫恶性疟原虫能够改变其表面蛋白之一PfEMP1，因此宿主免疫系统无法识别受感染的细胞。引起非洲昏睡病的布氏锥虫可以通过差异表达和沉默基因重组组合到一个表达位点，改变其变异表面糖蛋白（VSG）。
最近，下一代测序（NGS）已被应用于帮助了解布氏锥虫抗原变异的动力学。在小鼠感染期间，通过采集血样并使用针对保守5’和3’序列的特异引物扩增表达的vsg RNA来制备NGS文库。NGS分析表明，在群体中的任何给定时间都有多个不同的vsg等位基因表达，但在特定时间点等位基因频率降低，显然是因为产生了针对这个新克隆群体的抗体
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我们对抗原移位和抗原变异的理解是生产有效疫苗的关键；流感疫苗必须每年接种一次，而莱姆病或疟疾还没有有效的疫苗。新技术，如下一代测序技术，使我们能够通过相对常规的实验来检测大型复杂人群，以帮助我们了解这些变异是如何产生的，并可能有助于预测新的变异序列。想象一下，每十年只注射一次流感疫苗，或者一生只接种一次疫苗。我们实现这些目标的能力正在迅速提高；新技术正在推动我们对生命的理解，它是如何工作的，以及我们治疗疾病的能力。下一代测序技术彻底改变了我们进行研究的能力，并有望彻底改变诊断和患者护理。下一个改变世界的技术是什么？
