11月17日,世界衛生組織正式啟動《加速消除宮頸癌全球戰略》,這標誌著全球各國首次承諾消除一種癌症。該戰略包括三個關鍵措施:疫苗接種、篩查和治療。到2050年,成功實施這三項措施可以減少40%以上的新病例和500萬例相關死亡。
11月18日,安徽智飛龍科馬生物製藥有限公司和中科院微生物所聯合研製的「重組新型冠狀病毒疫苗(CHO細胞)」開始國內部分的III期臨床試驗。這是我國第五款進入III期臨床試驗的新冠候選疫苗。此前四款進入III期臨床試驗的疫苗分別是國藥集團研發的兩款滅活疫苗、科興中維研發的一款滅活疫苗及陳薇院士團隊研發的腺病毒載體疫苗。
疫苗接種被認為是醫學科學最偉大的成就之一,也是回報率最高的公共衛生投入之一。正如美國傳染病專家安東尼·福奇在《科學》雜誌上撰文指出的,「面對傳染病的大流行,開發有效的疫苗始終是最為緊急的優先事項」,這代表了醫學界普遍的共識。
2020年,疫情席捲全球,疫苗牽動人心。
疫苗靠喊「狼來了」開展工作
當細菌或病毒等侵入人體時,它們會攻擊細胞並試圖無限繁殖。這種入侵被稱為感染,而感染是導致疾病的原因。
當然,人體也不會對敵人的侵擾坐視不理,免疫系統會調動多種武器來對抗感染。人體第一次接觸到細菌或病毒時,可能需要幾天的時間來製造和使用所有需要的殺敵工具,也就是我們說的通過抗體來克服感染。感染後,免疫系統會記住如何保護身體免受這種疾病的侵害,如果身體再次遇到同樣的敵人,免疫系統會迅速起作用。
如何在不讓自己感染的情況下,又能讓免疫系統記住那些可能會登門拜訪的細菌和病毒?於是科學家設計出可以模擬細菌或病毒特徵,但又去除了其致病性「硬核」的疫苗。將其注射到人體中,讓人體免疫系統誤以為大敵當前,展開戰備動員,並且牢牢記住這種細菌或病毒的面目,下次如果真正的敵人來襲,免疫系統就可以立即激活,並全力投入戰鬥。
我們也可以將其理解為疫苗對免疫系統喊了一聲「狼來了」,免疫系統開始籌備彈藥,下次狼真的來了,免疫系統就可以馬上給予充分回擊。
理論上來說,所有的外界微生物入侵導致的疾病,無論是病毒還是細菌,都可以設計疫苗來抵禦。事實上,有些感染很難設計疫苗。比如愛滋病,其病毒有極其特殊的逃避免疫系統機制,很難設計疫苗,有些病毒變異速度很快,也非常難設計疫苗。此外,還有些病毒或細菌感染事件很偶然、很小眾,不會引起廣泛傳播,也沒有必要專門研發疫苗和大量免疫接種。
有史可考的免疫法系中國首創
人類第一個對抗傳染病的疫苗是用於防治天花的「人痘」,而且是我國首創。
天花是一種非常古老的烈性傳染病,至少在人類社會肆虐了3000年的時間,致死率高達30%。在18世紀末,每年大約有40萬歐洲人被天花病毒奪走生命。
天花傳入我國的時間大約是漢代,古人稱之為「痘瘡」。晉代的葛洪記載了天花的一次暴發:「比歲有病時行,乃發瘡頭面及身,須臾周匝,狀如火創,皆載白漿,隨決隨生,不即治,劇者多死。」
在與天花的長期鬥爭中,人們發現了一些規律:感染了天花的人,不一定都會死,一旦活下來,就不會再感染天花。在「以毒攻毒」的觀念引導下,在宋代,人們就把沾有疤漿的患者衣物給健康兒童穿戴,或將天花癒合後的局部痂皮研磨成細粉,讓健康兒童吸入鼻孔,後來稱之為「人痘」。種過「人痘」,天花感染率顯著下降。這也是人類有史可考的最早的免疫療法。
疫苗開發的黃金時代
現代疫苗的發明和使用可追溯到1798年。那一年,英國醫生愛德華·詹納從一名感染牛痘病毒的擠奶工的皮膚病灶裡提取了樣本,然後接種到一個男孩身上。正如詹納預想的那樣,男孩出現了感染牛痘病毒的輕微症狀,但他也獲得了抵禦病毒進一步侵襲的能力。這次相對安全且有效的牛痘接種,是公認的人類現代疫苗使用的開始。「疫苗」這個詞第一次出現,英文「vaccine」的詞源正是來自拉丁文的「vacca(母牛)」。
並不意外的是,由於宗教、文化和倫理等原因,牛痘最初遭到了一些人激烈的反對。但到19世紀初,通過將幹痘痂的粉末沾在羽毛和柳葉刀,或者把痘漿蘸在棉線上等方法,牛痘接種已經傳到了世界的大部分地區。1803—1806年,西班牙植物學家巴爾米斯用接種接力的方法,使牛痘疫苗橫渡大西洋,從西班牙傳到了拉丁美洲、菲律賓和中國,之後回到西班牙,沿途給450000人進行了牛痘接種。
牛痘疫苗誕生後,人們一度樂觀地以為天花的消滅指日可待了。1806年,美國總統託馬斯·傑弗遜在致詹納的信中寫道,「由於您的發現……未來的人們如果要了解天花這種可惡的疾病,就只有去翻書了。」但是,由於技術(如缺乏冷鏈造成運輸和保存的困難)和文化的屏障(如牛痘在印度難以被接受的問題)、資金(在貧窮國家尤其突出)和防疫體系(如後勤和合格的接種人員)缺乏等原因,直至1980年,距離牛痘疫苗發明近200年後,全球根除天花的目標才真正實現,這得益於凍幹疫苗和三叉針等疫苗接種技術的改進,各國政府、國際組織和非政府組織的通力合作。
19世紀中葉,法國微生物學家路易斯·巴斯德提出「微生物致病理論」後,細菌性病原疫苗開發進入黃金時代:1879年霍亂疫苗誕生;1881年炭疽疫苗誕生;1882年狂犬病疫苗誕生;1890年抗破傷風疫苗誕生、白喉疫苗誕生;1896年傷寒熱疫苗誕生;1897年抗鼠疫疫苗誕生;1921年結核病疫苗(卡介苗)誕生;1926年抗百日咳疫苗誕生;1927年抗結核疫苗誕生……
黃熱病是繼天花、霍亂和鼠疫之後第四個被《國際衛生條例》定為需國際檢疫的傳染病。作為一種古老的病毒,黃熱病的傳播歷史已達5個世紀之久,有歷史記載的首次黃熱病流行事件,發生在1648年的墨西哥尤卡坦半島。直到1927年,引起黃熱病的元兇——黃熱病病毒才被發現。
1937年,經過十幾年堅持不懈的努力,美國生物學家馬科斯·賽爾成功研發了黃熱病疫苗。這種疫苗的推出,有效地遏制了黃熱病的進一步流行。
1949年,美國科學家約翰·富蘭克林·安德斯和同事建立了體外培養人致病病毒的方法。有了該方法,1952年,喬納斯·索爾克研製出了脊髓灰質炎疫苗,並於1954年通過試驗宣告疫苗研製成功。
1954年,安德斯等人又成功提取了麻疹病毒,開始研製麻疹疫苗,1961年麻疹疫苗宣告試驗成功。
從此,長期肆虐的病毒傳染病得到了很大的控制。
1980年,世界衛生組織(WHO)宣布全球徹底消滅天花,這是人類迄今唯一通過疫苗接種消滅的疾病。
「意」在治療的狂犬病疫苗
狂犬病(又稱恐水症)經由患病動物的唾液傳播,狂犬病毒會侵擾神經系統,引起可怕的疾病症狀,包括恐水、怕風、發作性咽肌痙攣、呼吸困難等,病死率幾近100%,至今仍沒有治療的方法。
據WHO估計,狂犬病每年在150多個國家造成59000人死亡,其中95%的病例發生在非洲和亞洲,而在歐美國家卻已近乎消失。這與狂犬病疫苗接種周期長且價格相對高昂有很大的關係。
1885年7月6日,法國一名來自阿爾薩斯區的男孩約瑟夫·梅斯特被帶到了路易·巴斯德的實驗室。他被一條瘋狗咬傷得很重。巴斯德是化學家和微生物學家,而並非醫生。此前,他與研究團隊用患狂犬病的兔子幹脊髓製備了狂犬病疫苗,並在狗身上實驗成功。但這對人有效嗎?巴斯德寫道,「因為這個孩子的死亡在所難免,儘管深深地感到不安,這一點大家都可以想像,我還是決定在他身上試驗一下,這種方法之前在狗身上的實驗一直都很成功。」梅斯特在十天內先後接種了12次,最終幸運地活了下來。
消息傳開,國內外絡繹不絕的患者蜂擁而至。1886年,38位俄羅斯農民被患狂犬病的狼咬傷,千裡迢迢慕名到巴黎去尋找疫苗,其中35位因為巴斯德的疫苗而獲救。
與絕大多數疫苗相比,狂犬病疫苗的特別之處在於它是通過早期接種來預防發病,疫苗能趕在病毒侵襲神經系統前幫助免疫系統產生大量狂犬病毒抗體,因為狂犬病的潛伏期很長。
命運坎坷的卡介苗
在19世紀和20世紀上半葉,數百萬人死於有「十癆九死」的白色瘟疫——結核病。契訶夫、卡夫卡、雪萊、濟慈、蕭邦、魯迅和林徽因等名人都曾患上過該病。
20世紀20年代初,卡介苗問世,這是目前唯一一個沒有以疾病名稱命名,而是以發明者姓氏命名的疫苗——法國科學家阿爾伯特·卡邁特(1863-1933)和卡米爾·介蘭(1872-1961)。雖然每種疫苗背後都有一番辛酸,但是卡介苗問世後的命運尤為坎坷。
阿爾伯特·卡邁特和卡米爾·介蘭於1921年開始開展卡介苗的人體實驗,他們為巴黎查理特醫院的一個嬰兒接種了該疫苗,孩子的母親是在分娩後死於結核病,孩子口服卡介苗後沒有得病,證明了卡介苗的有效性。之後,隨著越來越多的孩子接種疫苗,一系列的實驗為卡介苗的有效性提供了有力的證據,卡介苗的接受度也日益增加,特別是在法國和北歐。
1928年,國際聯盟衛生組織推薦卡介苗普遍施用於新生兒。不過,一場名為呂貝克疫苗事件的悲劇卻幾乎斷送了卡介苗的前途。德國呂貝克衛生部門於1930年2月24日開始實施嬰兒接種,共有256名新生兒接受了口服卡介苗,結果造成了76名嬰兒死亡,131名發病。事後調查發現是因為疫苗在生產過程中意外汙染了結核桿菌的有毒菌株,而非卡介苗本身的問題。但出於對其安全性和有效性的擔憂,德國中止了卡介苗接種,英國也推遲了卡介苗的引入,而美國更是從未將卡介苗列為常規疫苗。
二戰期間,結核病在歐洲和亞洲死灰復燃,卡介苗才得以被大規模使用。WHO在20世紀50年代開展了廣泛結核病控制運動,在全世界推廣卡介苗。至今全球已有超過40億人次接種了卡介苗。
下一個消滅的疾病:脊髓灰質炎
2017年的電影《一呼一吸》(Breathe)再現了20世紀40—50年代的一場脊髓灰質炎(又稱小兒麻痺症)浩劫,在這場流行中,人類最早的機械呼吸器,也就是「鐵肺」,被廣泛地應用。脊髓灰質炎病毒會侵入神經系統,導致肌肉變性、麻痺,患者甚至有時會因窒息死亡。美國富蘭克林·羅斯福總統就因在39歲時罹患脊髓灰質炎而導致雙腿癱瘓。為了幫助控制脊髓灰質炎在美國的惡化,他在1938年建立了國家脊髓灰質炎基金會。
在這個基金會的資助下,美國醫學家喬納斯·索爾克開發出了經注射接種的滅活脊髓灰質炎疫苗。同樣在這個基金會的資助下,阿爾伯特·沙賓研發出了「價格便宜、接種方便」的口服減毒性活病毒疫苗。沙賓在不少受試者身上進行了試驗,包括自己的家人和監獄囚犯。後來在蘇聯開展了大規模的接種,大約有1000萬名兒童參加。這種疫苗取得了巨大成功,沙賓也因此獲得了1965年的諾貝爾醫學獎。不過,索爾克和沙賓一直處於針鋒相對的競爭關係,成為醫學史上最大的紛爭之一。截至20世紀60年代初,沙賓的口服脊髓灰質炎疫苗(OPV)在多數國家成為標準疫苗,並被納入常規接種。
1988年,WHO通過了在2000年消滅脊髓灰質炎的決議。截至2002年,WHO三個區域(美洲區、西太平洋區和歐洲區)已經證實消滅脊髓灰質炎,使得該病有望成為下一個被徹底消滅的疾病。
2019年10月24日,在世界脊髓灰質炎日(10月24日)到來之際,世界衛生組織通過全球消滅脊髓灰質炎證實委員會正式宣布Ⅲ型脊髓灰質炎野病毒已在全球範圍內被消滅。這是繼全球消滅天花和Ⅱ型脊髓灰質炎野病毒之後,人類公共衛生史上又一項歷史性成就,這意味著全球三種不同型別的脊髓灰質炎野病毒中,Ⅱ型和Ⅲ型脊髓灰質炎野病毒已經徹底消失,僅剩Ⅰ型還存在野毒株導致的脊髓灰質炎病例。
應對狡猾的病毒:流感疫苗
據WHO統計,流感季節性流行在全球每年導致5%~10%的成人和20%~30%的兒童患病,300萬~500萬人重症,25萬~50萬人死亡。
1918—1919年神秘暴發又神秘消失的流感大流行,造成了全球5億人感染,5千萬人死亡。這次流行又稱為「西班牙流感」,但並不是因為最初出現在西班牙,而是因為當時正值第一次世界大戰,各國擔心疫情會引起民眾的恐慌和反抗,紛紛控制媒體隱匿疫情,而西班牙不是交戰國,政府沒有對新聞報導出版進行審查,是第一個正視並真實公布疫情的國家,結果所有被媒體蒙蔽的其他國家民眾卻因此認為瘟疫是從西班牙起源的,而稱之為「西班牙流感」。
20世紀40年代,科學家們確定了流感病毒,並開始大量生產流感疫苗,同時他們也認識到這種疾病的複雜性。數據顯示,流感疫苗存在明顯的「脫靶」現象,其效力基本在70%~90%。而很多時候流感疫苗的效力不足60%,甚至有些年份會降到10%。這是因為流感病毒每隔幾年就會發生變異,產生新的毒株,發生「抗原漂移」或「抗原轉換」,不同毒株之間並不會產生交叉免疫力,而我們不能預知未來會有哪種「新型」流感毒株出現。只有通過小心的監控,每年生產新的疫苗,才能為季節性流行的病毒株提供保護。為此,WHO每年會組織兩次討論和分析,根據全球流感監測網絡(包含13個WHO流感參比實驗室,其中北京1個、香港2個)收集全球流感流行情況,預測流感流行趨勢,從而推薦適合本年度流感疫苗生產的毒株。目前,各界仍在尋找新的技術來增加流感疫苗的可及性,以應對下一次的世界大流行。
疫苗悖論:越是需要,越得不到
如今,有25種高危險性的疾病可以通過有效的疫苗得到預防。然而,儘管疫苗的開發取得了巨大的進步,全球主要的疾病殺手,比如瘧疾、愛滋病,依然沒有任何一種達到商業生產階段的有效疫苗,愛滋病病毒突變之快更是讓科學家傷透了腦筋。
隨著疫苗開發種類的增加,一幅不平等的圖畫也展現在世人面前,一方面,製藥公司已經開始將疫苗研究的方向轉向自體免疫性疾病、過敏反應、胰島素依賴性糖尿病以及老化、高血壓和癌症等慢性病;而另一方面,世界上有十多種「被忽視的熱帶病」,包括盤尾絲蟲病、非洲錐蟲病和致盲性沙眼等等,這些疾病帶來了巨大的疾病負擔,影響著超過10億人口的生活和生命,這些人大多分布在貧困線以下的國家,尤其在撒哈拉以南的非洲,然而,這些疾病卻大都沒有疫苗。
疫苗接種的覆蓋率問題也依然任重而道遠,以百日咳、白喉、新生兒破傷風三聯疫苗為例,根據聯合國兒童基金會的數據,2018年全世界仍有14%的兒童未能接種或接種不完全疫苗,1350萬未接種,590萬接種不完全,其中60%集中於十個低收入國家。
縱觀醫學和疾病的歷史,疫苗的廣泛使用對於降低兒童死亡率發揮了重要的作用,這背後離不開醫學科學的進步和醫療資源的合理分配。人們越來越認識到,有必要解決世界上最貧窮和最脆弱的人群所面對的問題。
(綜合自《光明日報》《科技日報》)