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以“毒”攻毒:疫苗的傳奇歷史

2020-02-21 18:27:00
來源:北京晚報(bào)
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  當(dāng)下人類對付病毒的方法有三種,第一種是公眾熟悉的一些公共衛(wèi)生措施,如消毒、通風(fēng)、清潔等,這有利于阻隔病毒傳播,不給病毒生存提供土壤;第二種是抗病毒藥物,可以有效地抑制病人體內(nèi)的病毒,不過這必須要在得病之后的治療中才能使用;第三種便是研制疫苗。

  什么是疫苗?疫苗是將病原微生物(如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等)及其代謝產(chǎn)物,經(jīng)過人工減毒、滅活或利用轉(zhuǎn)基因等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動(dòng)免疫制劑。疫苗保留了病原菌刺激動(dòng)物體免疫系統(tǒng)的特性。當(dāng)動(dòng)物體接觸到這種不具傷害力的病原菌后,免疫系統(tǒng)便會產(chǎn)生一定的保護(hù)物質(zhì),如免疫激素、活性生理物質(zhì)、特殊抗體等;當(dāng)動(dòng)物再次接觸到這種病原菌時(shí),動(dòng)物體的免疫系統(tǒng)便會依循其原有的記憶,制造更多的保護(hù)物質(zhì)來阻止病原菌的傷害。

  疫苗有多重要?當(dāng)艾滋病在撒哈拉以南非洲肆虐了四分之一個(gè)世紀(jì)后,當(dāng)?shù)鼐用竦钠骄鶋勖陆盗苏?0年。直到目前為止,人類還沒有研制出艾滋病的相關(guān)疫苗……在這個(gè)時(shí)代,疫苗常常成為公眾輿論撻伐的箭靶,上面的例子也許能提醒大家,在20世紀(jì)人類平均壽命的巨大增長中,疫苗起到了多么重大的作用。

  疫苗的研制與改進(jìn)是一部人類的史詩,也是科學(xué)與工業(yè)的傳奇。人類一步步攻克了狂犬病、脊髓灰質(zhì)炎、乙肝、黃熱病……在《疫苗的史詩:從天花之猖到疫苗之殤》中,讓-弗朗索瓦·薩呂佐用娓娓道來的筆法不僅引人入勝,還回答了關(guān)于疫苗制造、疫苗成分與艾滋病疫苗研制等相關(guān)問題。法國病毒學(xué)家薩呂佐曾主持抗病毒疫苗的生產(chǎn),現(xiàn)任世界衛(wèi)生組織顧問,負(fù)責(zé)向許多發(fā)展中國家傳播疫苗研發(fā)技術(shù)。當(dāng)然,書里也沒有回避疫苗引起的爭議,例如乙肝與麻疹疫苗被認(rèn)為可能導(dǎo)致多發(fā)性硬化癥與自閉癥。然而事實(shí)當(dāng)真如此嗎?

  極盡曲折的誕生

  2009年8月,我國公布了甲型H1N1流感病毒的臨床研究成果,在歐美等制藥巨頭之前,以破紀(jì)錄的時(shí)間研制出了H1N1流感疫苗。這是一種安全性高的滅活疫苗,而不是減毒活疫苗。滅活疫苗和減毒活疫苗是疫苗的兩種類型,減毒活疫苗的優(yōu)勢在于接種后可以在人體內(nèi)不斷繁殖,許多疫苗效果比較持久,只需要打一到兩針就好。麻疹、水痘、流行性腮腺炎等疫苗都是減毒活疫苗。

  滅活疫苗則有著不同的原理,即用各種方法(比如加熱)讓這些病原不能在人體內(nèi)繁殖,比如狂犬疫苗、流感疫苗和甲型肝炎疫苗。這些疫苗制作起來相對容易,不需要對病毒進(jìn)行改變,只要?dú)绮《镜幕钚跃秃昧。但它的缺點(diǎn)在于產(chǎn)生的免疫力比較低,病毒不增殖,要多次接種才行。疫苗有著極盡曲折的誕生歷程和傳奇歷史——雖然它的研發(fā)歷史不過短短幾十年。

  與可以在光學(xué)顯微鏡下觀察到的細(xì)菌不同,病毒的體積小到1940年的電子顯微鏡發(fā)明出來后才被觀察到,而且細(xì)菌可以培養(yǎng),病毒卻無法獨(dú)立繁殖,這導(dǎo)致病毒學(xué)嚴(yán)重落后于細(xì)菌學(xué),到二十世紀(jì)三十年代,人類只研制出寥寥幾種病毒的疫苗,比如天花疫苗。

  阻擋疫苗的大規(guī)模生產(chǎn)的最重要原因,是很長一段時(shí)間里,疫苗需要以動(dòng)物為供體。天花疫苗是在小母牛犢的肋部制備的,狂犬疫苗取自羊腦。疫苗之父愛德華·詹納在研制天花疫苗的過程中發(fā)現(xiàn),從人的體內(nèi)取病毒,“種植”到下一個(gè)人身上,很容易引發(fā)其他疾病的大規(guī)模傳播。于是人們開始從動(dòng)物身上想辦法。

  二十世紀(jì)三十年代,研究者將只在靈長類動(dòng)物和蚊子之間傳播的黃熱病毒傳染給了鼠類,再傳染給受精雞蛋。病毒與細(xì)菌的穩(wěn)定不同,它在增殖時(shí)有高頻的突變能力,在跨越物種屏障時(shí)變異能力更高。黃熱病毒為了適應(yīng)新的宿主發(fā)生了變異,研究人員驚喜地發(fā)現(xiàn),這種變異后的病毒失去了讓人類患病的能力。于是疫苗誕生。但這畢竟是不可復(fù)制的成功,作者在書中評價(jià)這次疫苗的發(fā)現(xiàn)為“撞大運(yùn)的獨(dú)一份”。

  人們可以通過嘗試用各種動(dòng)物相繼實(shí)驗(yàn),看看毒性是否減弱,但一開始,在細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)還沒有發(fā)展起來的時(shí)候,人們只能一點(diǎn)點(diǎn)在動(dòng)物身上提取病毒,這個(gè)過程有些殘忍。作者在書中詳細(xì)描述了讓牛感染牛痘的過程:“首先要給牛犢的肋部剃毛,清洗種痘區(qū)域并在上面留下許多劃痕。之后,再用牛痘病毒的溶液涂抹這片區(qū)域。一定要仔細(xì)地摩搓這片裸露的皮膚,確保病毒滲入傷口之中。到了第五天,病毒的繁殖已十分旺盛,這時(shí)需要再給牛犢的肋部消毒,用刮匙取下用于制備疫苗的組織——淋巴、痂蓋和真皮組織。這種黏糊糊的物質(zhì)就是疫苗原液了。”總之,這樣在活的動(dòng)物身上培育疫苗,過程充滿偶然性,很難保證質(zhì)量和無菌的環(huán)境,數(shù)量更是少之又少。

  給疫苗蓋個(gè)玻璃房

  二十世紀(jì)五十年代后,由于細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的發(fā)展,疫苗才迎來了質(zhì)的飛躍。細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)就是在生物體上將組織取下之后,放進(jìn)無菌的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行培育,用玻璃等實(shí)驗(yàn)器皿為其搭建一座“房子”,讓病毒在一個(gè)個(gè)“房間”里生長,并且測量每個(gè)“房間”中病毒的數(shù)量(此前要借助數(shù)十只動(dòng)物才能完成病毒量的測定)。取自猴腎的脊髓灰質(zhì)炎疫苗便是用這種方式,逐漸實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。這是現(xiàn)代疫苗學(xué)的里程碑。

  但也不是全無風(fēng)險(xiǎn)。首先,這需要每年“犧牲”掉幾千只猴子;其次,猴子身上可能攜帶有其它的病毒,并感染人類。1967年,貝爾格萊德和法蘭克福的制藥實(shí)驗(yàn)室工作人員紛紛染上一種神秘的病,導(dǎo)致七人死亡,這些人都與從烏干達(dá)運(yùn)來的長尾猴接觸過。這批長尾猴是為了制作疫苗而準(zhǔn)備的。得了這種病的人先是發(fā)熱,然后出血,繼而死亡。這種病毒后來被命名為馬爾堡病毒,與可怕的埃博拉病毒很相似。一時(shí)間輿論嘩然。

  隨著科學(xué)的發(fā)展,二倍體細(xì)胞培養(yǎng)和轉(zhuǎn)化細(xì)胞培養(yǎng)再一次在疫苗領(lǐng)域掀起一場場革命?茖W(xué)家們研究出了用有無限增殖能力的猿猴異倍體細(xì)胞替代。1980年,梅里厄研究所新建了一座大樓專門用于疫苗的生產(chǎn),全世界的制藥機(jī)構(gòu)都慕名來參觀,很快,三千萬支滅活脊髓灰質(zhì)炎疫苗在這座樓里被生產(chǎn)出來,2007年達(dá)到一億支。脊髓灰質(zhì)炎疫苗成了利用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)制作的第一種疫苗。

  二十世紀(jì)八十年代開始進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn),但依舊邊緣,其營業(yè)額不足全球制藥業(yè)的百分之五。直到九十年代后期,疫苗才成為世界各大制藥公司趨之若鶩的重點(diǎn)項(xiàng)目,這其中有不可回避的經(jīng)濟(jì)原因。一系列高價(jià)新型疫苗上市,如二十一世紀(jì)初的肺炎鏈球菌結(jié)合疫苗,讓其生產(chǎn)商在一年的營業(yè)額達(dá)到10億歐元,引發(fā)了疫苗界的轟動(dòng)和變革。一方面,優(yōu)質(zhì)的疫苗成了稀缺品,令人們趨之若鶩,許多大型制藥公司開始成立疫苗的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室,另一方面,人們開始意識到大規(guī)模普及疫苗對提升國民健康水平帶來的巨大改變。對非洲最貧窮國家的瘧疾研究證明,健康水平的改善對國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平起到巨大作用。

  雞蛋撐起疫苗半邊天

  不過時(shí)至今日,仍有一些疫苗是用動(dòng)物制作的,比如流感疫苗。流感疫苗大致分為兩類,一類是季節(jié)性流感疫苗,一類是特定的流感疫苗,叫作大流行流感疫苗。針對季節(jié)性流感,世界衛(wèi)生組織和各個(gè)國家的流感中心都會對流感病毒進(jìn)行跟蹤,其間收集到的毒株會被送到世衛(wèi)組織的研究中心進(jìn)行分析,篩選出當(dāng)年的疫苗毒株。毒株被提供給生產(chǎn)商,各大藥廠便開始了季節(jié)性流感疫苗的生產(chǎn)。

  生產(chǎn)流感疫苗使用的是受精雞蛋,那么問題來了,當(dāng)流感遇到禽流感,疫苗的原材料雞蛋會不會受到污染?如果大量禽類遭到撲殺,有沒有足夠的雞蛋制作疫苗?對一些流感疫苗,一顆雞蛋可以制作一支疫苗。

  《疫苗的史詩》一書中寫了用雞蛋制作疫苗的過程,其實(shí)原理并不復(fù)雜:首先將雞胚置于孵化器之中,等孵化到第10天或11天時(shí),憑特制照明設(shè)備確定胚胎位置,取下一部分蛋殼,使用針管將含有病毒的物質(zhì)注入蛋殼里,再以玻璃封口,涂上石蠟,重新將雞胚放回孵化器中。1930年便有科學(xué)家摸索到了這種方法,不過實(shí)現(xiàn)起來卻并不容易。一來以當(dāng)時(shí)的技術(shù),很難實(shí)現(xiàn)無菌操作,二來是人們無法確定病毒是不是真的能進(jìn)入雞蛋并繁殖。之后,研究者逐漸解決了這兩個(gè)問題。

  這一偶然發(fā)現(xiàn)對疫苗的制作產(chǎn)生了巨大影響,許多病毒被證明都可以在雞蛋中培養(yǎng),時(shí)至今日,雞蛋仍舊是許多世界通用流感疫苗的原材料,比如許多兒童易感的傳染病麻疹或流行性腮腺炎疫苗。用作者的話說,是“雞蛋撐起了疫苗的半邊天”。

  作者在以近代微生物學(xué)的奠基人巴斯德命名的法國巴斯德研究所的14年中從事疫苗生產(chǎn)工作。從最初的在培養(yǎng)板上用培養(yǎng)瓶制作疫苗,到采用容積1500升的生物反應(yīng)器發(fā)酵罐大規(guī)模制作疫苗,短短十幾年間,疫苗學(xué)的研究和發(fā)展突飛猛進(jìn)。

  當(dāng)下關(guān)于疫苗的安全性也有不少爭議。法國就曾抗議過甲型H1N1流感疫苗,認(rèn)為其研發(fā)太過匆忙,還會引發(fā)一系列嚴(yán)重的副作用。疫苗從決定制備到上市只有短短五個(gè)月時(shí)間,而引發(fā)的副作用也至今無法解釋。不過許多專家還是認(rèn)為打比不打好,就像作者引用流感領(lǐng)域泰斗級教授埃德溫·基爾伯恩的話:雖然打了疫苗“狼”沒來就是白費(fèi)功夫,但總比“狼”來了卻沒打疫苗強(qiáng)呀!

  人類對流感疫苗的研究還在繼續(xù),希望能研究出一種可以“以一敵多”的新型疫苗。真的存在“萬能”的疫苗嗎?我們不知道,但越來越多的國家已經(jīng)開始了這項(xiàng)研究。

[責(zé)任編輯:張曉靜]