脊灰疫苗是減毒（口服）的好，還是滅活（注射）的好？ 這不是一個簡單的問題。圍繞著它們的科學(xué)意義、臨床操作、歷史作用，各方都有不同的看法，兩位研發(fā)者也曾發(fā)生過激烈的較量。這其中，折射出我們對科學(xué)、對世界、對人性的深層思考。 2016年，中國修改常規(guī)免疫程序，在新生兒服用“糖丸”之前，先注射一針滅活疫苗。2020年，脊灰免疫規(guī)劃再次改為“兩劑滅活+兩劑減毒”。這樣做，是為了進(jìn)一步增強疫苗的保護(hù)效果，減少減毒活疫苗發(fā)生回復(fù)突變導(dǎo)致癱瘓的可能性。最終，兩種疫苗將攜手敲響脊灰病毒的喪鐘。

撰文 | 何笑松（加州大學(xué)戴維斯醫(yī)學(xué)院退休教授）

01

另一種思路

1950年前后，在美國從事脊灰疫苗研制的，除了出生于猶太移民家庭的薩爾克，還有其他兩個來自歐洲的猶太移民。一個是科普勞斯基（Hilary Koprowski），當(dāng)時在紐約的一家制藥公司研究脊灰病毒；另一個就是對薩爾克和他的滅活脊灰疫苗批評最為激烈的沙賓（Albert Sabin）。

在同時代的病毒學(xué)家中，能入沙賓法眼的只有兩位諾獎得主——發(fā)明黃熱病減毒活疫苗的蒂勒和實現(xiàn)脊灰病毒體外培養(yǎng)的安德斯。前文曾經(jīng)提到，沙賓本人對闡明脊灰病毒通過口腔進(jìn)入人體消化道，在小腸內(nèi)壁細(xì)胞中復(fù)制的過程有過重要貢獻(xiàn)[1]。科普勞斯基和沙賓認(rèn)定，只有經(jīng)由與天然病毒感染的相同途徑，口服接種不會致病的減毒活疫苗，才能有效地阻斷脊灰病毒的復(fù)制與傳播，預(yù)防疾病。他們堅信，采取和黃熱病減毒活疫苗相同的策略，能研制出比滅活脊灰疫苗優(yōu)越得多的口服脊灰減毒活疫苗，保護(hù)效果更好，而且安全性不受不同廠家生產(chǎn)技術(shù)差異的影響。

首先有突破的是科普勞斯基。他將脊灰病毒接種到體外培養(yǎng)的棉鼠（美洲的一種鼠類）腦細(xì)胞中，進(jìn)行連續(xù)傳代培養(yǎng)。脊灰病毒是一種RNA病毒，復(fù)制的精確度較低，在復(fù)制過程中會自發(fā)產(chǎn)生各種突變。鼠腦細(xì)胞不同于脊灰病毒的天然宿主——人類細(xì)胞。有些突變使得病毒在鼠腦細(xì)胞中的適應(yīng)性增強，繁殖加快，而對細(xì)胞的毒性則減弱了。通過連續(xù)傳代培養(yǎng)，這樣的突變型病毒就逐漸取代了原來的野生型病毒。

1948年初的一天，科普勞斯基收集了一燒杯黏乎乎的鼠腦培養(yǎng)液，其中含有弱化的脊灰活病毒。他端起燒杯一飲而盡，之后平安無事。兩年以后的1950年，他給一家智障兒童收養(yǎng)院的20個孩子服用了同樣的培養(yǎng)液，其中17人體內(nèi)產(chǎn)生了針對脊灰病毒的抗體，證明弱化減毒脊灰病毒的確有可能作為口服疫苗防止脊灰癱瘓。

科普勞斯基的進(jìn)展令他的朋友沙賓深受激勵。二人在脊灰研究中有許多交流與合作，但又是疫苗研制的激烈競爭對手。1949年，安德斯師生三人用非神經(jīng)細(xì)胞——包括猴腎細(xì)胞——成功培養(yǎng)了脊灰病毒。1951年，薩爾克證實了脊灰病毒只有三種類型。在此基礎(chǔ)上，沙賓把能讓猴子癱瘓的Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型脊灰病毒分別接種到猴腎細(xì)胞中連續(xù)傳代培養(yǎng)，得到突變病毒。

沙賓把突變病毒注射到獼猴大腦的腦干部位，不再引起癱瘓；如果給猴子喂食這些病毒，病毒能感染猴子的消化道，誘發(fā)抗體反應(yīng)，但也不造成癱瘓。這些結(jié)果表明，在猴腎細(xì)胞中傳代培養(yǎng)得到的突變病毒，對神經(jīng)細(xì)胞的毒性已經(jīng)降低。為了進(jìn)一步測定突變病毒對神經(jīng)細(xì)胞的毒性，沙賓將病毒直接注射到猴子脊髓中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)猴子還是癱瘓了。比起腦干注射，通過脊髓注射來探測病毒對神經(jīng)細(xì)胞的毒性，靈敏度高得多。

然而獼猴畢竟不等于人類。以猴子作為試驗?zāi)Ｐ偷玫降母鞣N安全數(shù)據(jù)，是否能夠真實反映疫苗在人體內(nèi)的安全性？

為了尋求更合適的動物模型，沙賓選用了黑猩猩。黑猩猩是靈長類動物中與人類最接近的一種，其基因組與人類基因組的差別只有1.2%，而獼猴與人類或黑猩猩基因組的差別則達(dá)到7%。沙賓發(fā)現(xiàn)，將高于獼猴致癱劑量100萬倍的突變病毒注射到黑猩猩脊髓中，不會造成癱瘓，說明脊灰病毒對獼猴神經(jīng)細(xì)胞的毒性比對黑猩猩神經(jīng)細(xì)胞的毒性強得多。另一方面，采用口服途徑接種減毒活疫苗時，在獼猴腸道中不能造成感染的低劑量在黑猩猩中能造成感染，又說明脊灰病毒對黑猩猩腸道細(xì)胞的感染能力比對獼猴腸道細(xì)胞的感染能力強（后來進(jìn)行的口服脊灰活疫苗人體試驗進(jìn)一步證明，脊灰病毒對人類腸道細(xì)胞的感染能力，比對黑猩猩腸道細(xì)胞的感染能力更強）。

綜合這些結(jié)果，沙賓對人類及猿猴不同類型細(xì)胞對脊灰病毒的易感程度，作出如下的大膽推斷[2]：

換句話說，人類神經(jīng)細(xì)胞對脊灰病毒的易感程度應(yīng)該不會高于黑猩猩，所以對黑猩猩的神經(jīng)細(xì)胞沒有毒性的疫苗病毒，對人類應(yīng)該也是安全的。實際情況是否如此？只有經(jīng)過試驗才能知道。

從1952年開始，沙賓用了兩年時間，9000只猴子，150只黑猩猩，篩選出對猴子神經(jīng)細(xì)胞毒性最弱的三種類型的變異脊灰病毒株，作為待選的口服活疫苗。1954年，沙賓在美國俄亥俄州一所聯(lián)邦重罪監(jiān)獄的囚犯中招募了133名自愿者，進(jìn)行人體初步試驗。這又是一項以弱勢群體作為受試對象的人體醫(yī)學(xué)實驗。試驗對象是血液中不含脊灰病毒抗體、表明從未被脊灰病毒感染過、對脊灰病毒沒有抵抗力的青年。試驗取得了一系列重要數(shù)據(jù)，未發(fā)生安全事故。

下一步就是要用未被任何一型脊灰病毒感染過的兒童來進(jìn)行試驗。沙賓覺得，要想說服其他父母同意讓孩子參加試驗，唯一的辦法是從自己的孩子開始。他的兩個女兒，一個5歲，一個7歲，以及他的妻子，恰好都是各型脊灰病毒抗體全部陰性，于是就成為沙賓的第一批受試者。除此之外，自愿參加的還有女兒的三個玩伴，年齡分別為5歲、9歲、11歲，和他們符合條件的父母。

試驗在1957年初進(jìn)行，得到的結(jié)果令沙賓喜憂參半：一方面，疫苗沒有造成任何臨床癥狀，而且各型脊灰減毒病毒都只需要口服接種一次，就能迅速誘發(fā)抗體反應(yīng)；但同時也發(fā)現(xiàn)，口服接種疫苗后，從采集的糞便樣品中回收的脊灰病毒，有些對獼猴神經(jīng)細(xì)胞的毒性增強了，盡管還沒有達(dá)到經(jīng)脊髓注射使黑猩猩癱瘓的程度。這表明，在猴腎細(xì)胞中弱化減毒的疫苗病毒經(jīng)過人體腸道細(xì)胞中的復(fù)制后，有一些又發(fā)生突變，部分恢復(fù)了原有的對神經(jīng)細(xì)胞的毒性。

對于減毒疫苗病毒發(fā)生回復(fù)突變可能造成的嚴(yán)重后果，沙賓心知肚明，但他不知道回復(fù)突變的頻率有多高，所恢復(fù)的神經(jīng)細(xì)胞毒性對疫苗接種對象會有多少危險，以及對本身未接種疫苗、但通過接觸接種對象排出的病毒而被感染的個人又能造成多大的損害。顯然，要回答這些問題，唯一的辦法是開展進(jìn)一步的臨床試驗。為了謹(jǐn)慎起見，這樣的試驗應(yīng)當(dāng)從小規(guī)模開始，在密切觀察下，逐步擴大。

此時薩爾克的滅活脊灰疫苗在美國已經(jīng)投入臨床使用兩年，良好的效果日益明顯。這種情況下，在美國顯然不會有人對沙賓的前景未卜的減毒活疫苗感興趣。沙賓的課題經(jīng)費來自全美脊灰基金會，基金會的首席科學(xué)顧問里弗斯（Tom Rivers）曾經(jīng)是沙賓的導(dǎo)師，他勸沙賓，干脆把已經(jīng)制造的大批口服疫苗全部倒進(jìn)下水道拉倒。

沙賓可不愿就此放棄。在美國找不到合作者進(jìn)行臨床試驗，他就走出國門，和外國研究人員合作，尤其是與病毒學(xué)家祖馬科夫（Mikhail Chumakov）等一批前蘇聯(lián)研究人員建立合作關(guān)系。祖馬科夫組織生產(chǎn)了大批沙賓的口服疫苗病毒，從1956年到1960年，在前蘇聯(lián)及幾個東歐國家進(jìn)行了一系列規(guī)模逐漸擴大的接種試驗。由于當(dāng)?shù)氐募够乙咔閲?yán)重，試驗不包括對照組。

1959年，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的霍斯特曼教授（此時已是國際知名的脊灰病毒和流行病學(xué)專家）以WHO顧問的身份，到前蘇聯(lián)實地考察口服脊灰疫苗接種試驗的情況。她發(fā)現(xiàn)，“試驗顯然是謹(jǐn)慎仔細(xì)地進(jìn)行的，并通過臨床觀察以及實驗室化驗兩方面加以嚴(yán)密監(jiān)控……截至1960年中，在蘇聯(lián)、捷克斯洛伐克和東德總共有約一億人接種了沙賓疫苗，使得癱瘓病例大幅下降。尤其重要的是，試驗結(jié)果表明，疫苗不僅對被接種者是安全的，對本身未接種疫苗、但通過與被接種者的接觸而感染疫苗病毒的大批人群也是安全的?！盵3]

在前蘇聯(lián)得到的試驗結(jié)果，終于使得沙賓的口服疫苗獲得了在美國本土進(jìn)行臨床試驗的機會，并再一次證實了疫苗是安全有效的。

沙賓（1906-1993）

沙賓在前蘇聯(lián)和東歐進(jìn)行口服疫苗試驗時，科普勞斯基也在波蘭和非洲的剛果試驗他研制成功的口服脊灰疫苗，同樣取得良好的結(jié)果。但在兩人的這場疫苗競賽中，沙賓最終勝出，因為他的疫苗被認(rèn)定為安全性更勝一籌?？破談谒够煌獯苏f，認(rèn)為他的疫苗之所以落選，是由于和疫苗本身無關(guān)的其它原因。到了1960年代初，沙賓的單價及三價口服脊灰疫苗在美國相繼獲批正式上市，科普勞斯基的口服疫苗則無疾而終，在美國幾乎被人遺忘。

02

滅活苗好，還是減毒苗好？

脊灰病毒與其它一些病毒（例如感染呼吸道的流感病毒）有一個很不相同的特點，就是病毒進(jìn)入人體后進(jìn)行復(fù)制的主要部位并不是引起疾病的主要部位：復(fù)制繁殖主要在消化系統(tǒng)，引起疾病則是在神經(jīng)系統(tǒng)。與滅活脊灰疫苗（IPV，滅活苗）相比，口服脊灰減毒疫苗（OPV，減毒苗）最大的優(yōu)越之處在于，它通過口服接種進(jìn)入消化道，減毒活病毒到達(dá)小腸后能感染小腸內(nèi)壁黏膜表面的細(xì)胞，激發(fā)人體產(chǎn)生針對脊灰病毒的抗體。這些抗體有兩類，一類稱為IgG，隨血液循環(huán)在全身流通，能夠與進(jìn)入血流的致病病毒結(jié)合，阻止病毒感染神經(jīng)細(xì)胞，預(yù)防癱瘓發(fā)生；另一類稱為sIgA，能分泌到小腸黏膜表面，與通過口腔進(jìn)入消化道的致病病毒結(jié)合，阻止病毒感染小腸黏膜細(xì)胞。病毒不能在細(xì)胞中復(fù)制擴增，也就不可能大量排出體外或進(jìn)入血流。這樣的免疫反應(yīng)叫做黏膜免疫反應(yīng)，它對防控通過黏膜感染人體的病原體特別有效。

而滅活苗是通過肌肉注射接種。采用這種方式接種的疫苗所引起的免疫反應(yīng)稱為體液免疫反應(yīng)，產(chǎn)生的抗體主要是進(jìn)入血液的IgG，可以阻止致病脊灰病毒感染神經(jīng)細(xì)胞，預(yù)防癱瘓，但對于抑制病毒在小腸中的復(fù)制擴增，則作用甚微。換句話說，接種滅活苗的主要作用是降低個體被脊灰病毒感染后發(fā)病造成癱瘓的風(fēng)險，而對于阻斷脊灰病毒在人群中的傳播，效果不佳。

口服減毒苗還有一個特點是滅活苗所不具備的：口服接種后，在腸道復(fù)制繁殖的減毒活病毒排出體外，可以通過密切接觸，感染周圍未接種過疫苗的個人，在后者體內(nèi)也引起針對脊灰病毒的黏膜免疫反應(yīng)。這種現(xiàn)象稱為接觸免疫，它相當(dāng)于在人群中擴大了接種的范圍。但另一方面，萬一排出的病毒中帶有恢復(fù)神經(jīng)毒性的回復(fù)突變，就可能使致病病毒擴散，造成嚴(yán)重后果。

除此之外，比起需要依靠醫(yī)護(hù)人員注射接種的滅活苗，滴在糖塊上的口服減毒活疫苗更容易被幼兒和家長接受。

最后一點也很重要：減毒苗的生產(chǎn)不需要經(jīng)過復(fù)雜的滅活處理，成本比滅活苗低廉得多。

而沙賓的口服脊灰疫苗存在一個嚴(yán)重缺陷，就是疫苗病毒在腸道細(xì)胞中復(fù)制時，可能發(fā)生回復(fù)突變，從而造成安全隱患。這一點多少有些諷刺意味——薩爾克的滅活苗最為沙賓和其他反對者詬病之處，就是以卡特疫苗事件為代表的安全記錄。可是嚴(yán)格按照薩爾克的滅活方法處理的滅活苗是不含活病毒的，這一點已被臨床實踐證明。

有了兩種可供選擇的脊灰疫苗之后，二者究竟孰優(yōu)孰劣，應(yīng)該優(yōu)先選用哪一種，成為此后幾十年內(nèi)爭議不斷的問題。以全美衛(wèi)生總監(jiān)為代表的政府公共衛(wèi)生部門主張放棄滅活苗，改用口服苗；而全美脊灰基金會則堅持力挺滅活苗。最后，保護(hù)效果更好、價格便宜得多的口服減毒苗占了上風(fēng)。從1962年開始，口服苗在美國全面取代了滅活苗。

1964年10月，投放美國市場的口服脊灰疫苗達(dá)到一億劑后，一份報告證實了沙賓以及其他研究者的發(fā)現(xiàn)：弱化減毒的脊灰病毒在接種對象的腸道中發(fā)生突變、恢復(fù)毒性，通過腸道排出后，注射到猴子體內(nèi)能造成癱瘓。不僅如此，在接種口服苗的兒童中，觀察到57個癱瘓病例，其中36例由Ⅲ型脊灰病毒造成[4]。要說這36例癱瘓碰巧都是由自然流行的野生Ⅲ型脊灰病毒造成，其概率是微乎其微的。唯一合理的解釋只能是：癱瘓由疫苗引起。

沙賓本人不接受這個結(jié)論。他堅持認(rèn)為，癱瘓發(fā)生在接種疫苗之后，并不證明疫苗造成癱瘓：“在有些人看來，疫苗接種對象、其家庭成員和社區(qū)接觸者中發(fā)現(xiàn)的極少數(shù)‘疫苗相關(guān)’癱瘓病例，就是‘疫苗造成’的癱瘓病例，我認(rèn)為這種說法是不嚴(yán)格的?！薄皬哪承┖币姷陌c瘓病人身上分離得到類似疫苗的病毒，不能證明癱瘓就是由這種病毒引起的，就像不能證明病人同時表現(xiàn)的其它任何一種臨床癥狀是由病毒引起一樣?！盵2]

可是，分子病毒學(xué)的最新進(jìn)展卻不支持沙賓的論斷。1970年代發(fā)明的核酸測序技術(shù)很快被用于測定病毒基因組的核苷酸序列。1984年，英國萊斯特大學(xué)的研究人員從一例口服苗相關(guān)的脊灰死亡患者脊髓中分離得到一株脊灰病毒，測出了它的基因組序列。將它與患者口服的減毒疫苗病毒、以及弱化減毒之前的原始脊灰病毒相比較，清楚無誤地顯示了三者之間的親緣關(guān)系，而且證實了僅僅一個核苷酸的回復(fù)突變，就能使減毒疫苗病毒恢復(fù)對神經(jīng)細(xì)胞的毒性[5]。

盡管美國政府已經(jīng)認(rèn)識到口服苗有引起癱瘓的風(fēng)險，但畢竟致癱幾率極低，在野生脊灰病毒依然流行的情況下，接種保護(hù)效果更優(yōu)的口服苗，獲益遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過風(fēng)險，因此口服苗仍在美國繼續(xù)使用。到了1979年，由本地野生脊灰病毒感染造成的癱瘓已在美國絕跡，只剩下由口服苗回復(fù)突變引起的癱瘓。為了防止外來野生病毒傳入美國造成的疾病，美國兒童仍然繼續(xù)接種脊灰疫苗。從1961年到1989年，因接種口服苗或與口服苗接種者接觸而造成的癱瘓病例，每年平均有9人，發(fā)生的頻率約為290萬分之一。

薩爾克始終堅信他的滅活苗優(yōu)于口服減毒苗。1970年代末，他寫信再次敦促美國政府恢復(fù)使用滅活脊灰疫苗，理由是，既然疫苗造成的癱瘓完全可以避免，那么這樣的病例即使只有一個也是不可接受的。此后，又過了十八年， 口服苗造成的癱瘓兒童總數(shù)又增加了200人，美國政府終于在1998年決定停止使用減毒苗，恢復(fù)使用滅活苗。此時，薩爾克已去世三年。

03

生前身后名

在世人眼里，薩爾克是個了不起的科學(xué)家。1958年的一項調(diào)查中，薩爾克被民眾評選為最著名的兩位在世美國科學(xué)家之一，另一人是研制原子彈的奧本海默（Robert Oppenheimer）。薩爾克的生日——10月24日——后來被定為每年的世界脊灰日。但在學(xué)術(shù)界，薩爾克的許多同行對他的評價卻不高，認(rèn)為他的工作缺少原創(chuàng)性。除此之外，薩爾克往往給同行留下好出風(fēng)頭的印象。而且他的情商有所欠缺，對合作者和助手的貢獻(xiàn)及幫助，似乎從來不知如何充分表達(dá)感激之情，這也難免使他的人緣受到影響。由于這些原因，薩爾克始終未被選入美國國家科學(xué)院，而與他同時代的許多脊灰病毒研究人員，包括安德斯、韋勒、羅賓斯、里弗斯、霍斯特曼、沙賓、以及科普勞斯基，都是科學(xué)院院士。

科普勞斯基后來在費城的維斯塔研究所繼續(xù)從事研究，并且擔(dān)任所長多年。這是一家歷史悠久的私立生物醫(yī)學(xué)研究機構(gòu)。在脊灰疫苗之后，他又取得一系列廣受贊譽的成果，包括對巴斯德發(fā)明的狂犬疫苗所作的重大改進(jìn)。由他首創(chuàng)的以細(xì)胞培養(yǎng)狂犬病毒制成的疫苗，至今仍在臨床使用。但他在脊灰疫苗領(lǐng)域的工作，長期以來卻一直被沙賓和薩爾克的光芒所掩蓋?？破談谒够?jīng)對此耿耿于心，認(rèn)為自己的貢獻(xiàn)未得到應(yīng)有的承認(rèn)，一遇機會就要發(fā)聲為自己鳴不平。到了晚年，他的心境發(fā)生變化，終于釋懷：“薩爾克和沙賓都理所當(dāng)然地成為公眾人物。他們周游世界各國，會見國王和總統(tǒng)，而我卻可以繼續(xù)工作。我相信對我來說，這樣更好?！盵6]

1995年，薩爾克去世?！蹲匀弧冯s志發(fā)表了1975年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎得主達(dá)爾貝克（Renato Dulbecco）撰寫的訃告，為薩爾克蓋棺論定：“由于他的脊灰疫苗工作，薩爾克拿遍了來自世界各國政府及民間組織的各種重大獎項，但在學(xué)術(shù)界卻沒有得到任何褒獎……原因是他沒有做出創(chuàng)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)?！?但是達(dá)爾貝克同時指出，“薩爾克的工作具備了高水平科研的許多特征，包括獨立性和從事冷門課題時的原創(chuàng)性，充分證明了他出色地完成不被人看好的課題的能力。他的奉獻(xiàn)是徹底而無私的。誠然，薩爾克沒有為任何一項技術(shù)的進(jìn)步做過貢獻(xiàn)，但科學(xué)難道只是技術(shù)？”[7]這不失為中肯客觀的評價。

對薩爾克的工作批評最直接、尖銳的，就是沙賓。才華出眾的沙賓研究生涯極為多產(chǎn)。他恃才傲物，而且學(xué)生時代經(jīng)過大學(xué)辯論隊的磨練，口齒十分犀利。直到1990年，已是耄耋之年的沙賓在去世前三年還對只小他幾歲的薩爾克射出最后一箭，嘲諷薩爾克的工作“純粹是廚房里的化學(xué)”、“沒有任何新發(fā)現(xiàn)”。

1970年，美國總統(tǒng)尼克松授予沙賓國家科學(xué)獎?wù)?，表彰他“為了解病毒和病毒疾病做出一系列基礎(chǔ)性的貢獻(xiàn)，并且最終促成根除了嚴(yán)重威脅人類健康的脊髓灰質(zhì)炎的……疫苗誕生。”沙賓對尼克松的用詞十分在意，曾經(jīng)特地對人強調(diào)，尼克松說他做出的疫苗，是根除脊灰的 “那種疫苗（the vaccine）”，即“唯一的疫苗”，而不是“一種疫苗（a vaccine）”， 或“疫苗之一”。

For numerous fundamental contributions to the understanding of viruses and viral diseases, culminating in the development of the vaccine which has eliminated poliomyelitis as a major threat to human health.

尼克松用的一個冠詞當(dāng)然不能證明根除脊灰完全歸功于沙賓的疫苗。回顧脊灰疫苗在美國的研發(fā)及使用歷史，自始至終爭議不斷，有些爭議出于科學(xué)上的不同觀點，也有些出于個人恩怨。有兩個問題至今令人困惑[8]：

脊灰減毒活疫苗曾經(jīng)在前蘇聯(lián)進(jìn)行過大規(guī)模接種試驗，為什么當(dāng)時沒有發(fā)現(xiàn)減毒苗相關(guān)的脊灰病例？如果當(dāng)時就發(fā)現(xiàn)了由接種減毒苗造成的脊灰癱瘓，美國還能批準(zhǔn)減毒苗上市嗎？

由于口服減毒苗獲得了普遍應(yīng)用，全球范圍內(nèi)根除野生脊灰病毒所造成的嚴(yán)重疾病已經(jīng)取得極大進(jìn)展。如果僅僅使用滅活苗，能否在避免疫苗致癱的情況下，通過脊灰病毒的無癥狀自然傳播導(dǎo)致的群體免疫，達(dá)到同樣效果？

這些問題可能永遠(yuǎn)也不會有答案。但有一點毫無疑問，滅活疫苗和減毒活疫苗，都對消除人類的脊灰災(zāi)難功不可沒。

04

中國“方舟”：“一生只做了一件事”

在中國，為根除脊灰做出重要貢獻(xiàn)的，首推已故著名病毒學(xué)家、協(xié)和醫(yī)科大學(xué)前校長顧方舟教授[9]。

上世紀(jì)五十年代，中國的脊灰疫情也很嚴(yán)重。僅1955年在江蘇南通暴發(fā)的一場脊灰流行，就造成1680人癱瘓，大多為兒童，其中466人死亡，病死率高達(dá)28%。就在這一年，顧方舟在前蘇聯(lián)留學(xué)畢業(yè)，獲得病毒學(xué)副博士學(xué)位，回國后受命到中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病毒研究所任脊灰研究室主任。

顧方舟帶領(lǐng)團(tuán)隊成員在云南山區(qū)建立了動物實驗基地。那里出產(chǎn)猴子，方便研究，但條件異常艱苦。1957年，顧方舟首次在中國用猴腎細(xì)胞培養(yǎng)分離得到脊灰病毒，并且分型成功，為研制國產(chǎn)脊灰疫苗奠定了基礎(chǔ)。此時，國際上已有兩種脊灰疫苗方案可供選擇：已經(jīng)投入大規(guī)模臨床應(yīng)用的滅活疫苗，以及尚在臨床試驗階段的口服減毒活疫苗。根據(jù)中國國情以及前蘇聯(lián)的經(jīng)驗，顧方舟力主優(yōu)先開發(fā)口服苗。1959年年底，顧方舟的建議被采納，中國脊灰減毒活疫苗的研究工作正式展開。1960年，顧方舟帶領(lǐng)團(tuán)隊研制出脊灰減毒活疫苗。經(jīng)過動物試驗和人體試驗，證實疫苗安全有效。

1959年，顧方舟與同事們一起建設(shè)位于昆明的生物醫(yī)學(xué)研究所工地。

顧方舟首先研制成功的是液體活疫苗，與沙賓的口服苗一樣，接種時直接滴進(jìn)嬰兒口中，或者混入食品飲料讓兒童吃下。這樣的接種方式容易造成疫苗的浪費，影響免疫效果。另外，為了保全疫苗活力，液態(tài)活疫苗需要冷藏，運輸、儲存不易，在條件落后的廣大農(nóng)村及邊遠(yuǎn)地區(qū)難以推廣。因此顧方舟又進(jìn)一步研制成功糖丸疫苗，延長了疫苗在常溫下的保存期限，大大方便了疫苗的應(yīng)用。1965年開始，全中國城鄉(xiāng)逐步推廣脊灰疫苗, 從此脊灰發(fā)病率逐年下降。自1994年9月在湖北襄陽縣發(fā)生最后一例后，未再發(fā)現(xiàn)由本土野生病毒引起的脊髓灰質(zhì)炎病例。

2000年， 74歲的顧方舟代表國家在“中國消滅脊髓灰質(zhì)炎證實報告”上簽字，正式宣告中國已經(jīng)根絕了本土野生脊灰病毒的流行，成為無脊灰國家。為消滅中國脊灰奮斗畢生的顧方舟曾經(jīng)表示，“我一生只做了這一件事?！钡珒H此一件事就功德無量，足以讓他名垂青史。

05

消滅脊灰的最后一戰(zhàn)

在美國和其它工業(yè)化國家率先通過接種疫苗控制了野生脊灰以后，1988年，脊灰仍在全世界的125個國家流行，每年的發(fā)病人數(shù)高達(dá)35萬。WHO制定了“到2000年在全球根絕脊灰”的規(guī)劃，并且根據(jù)這個規(guī)劃在多個國家發(fā)起了一系列大規(guī)模的脊灰疫苗接種運動，所采用的依然是高效、廉價、使用方便的口服苗。到了2000年，野生脊灰的發(fā)病人數(shù)減少到719例。雖然還沒有實現(xiàn)徹底根絕，但距離既定目標(biāo)僅有一步之遙了。

進(jìn)入21世紀(jì)以后，野生脊灰病例數(shù)進(jìn)一步下降。2015年，在連續(xù)三年未發(fā)現(xiàn)Ⅱ型野生脊灰后，WHO正式宣告已在全球消滅了Ⅱ型野生脊灰病毒，并且建議停用包括Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型病毒的三價脊灰疫苗，改用只包括Ⅰ、Ⅲ兩型病毒的雙價疫苗。根據(jù)美國的經(jīng)驗，在野生脊灰根絕以后可以考慮將減毒苗改換為滅活苗，以避免疫苗衍生病毒——即減毒苗的回復(fù)突變病毒——排出接種對象體外，感染周圍未接種疫苗的易感個體，造成脊灰流行。但是，滅活苗不能有效地激發(fā)腸道黏膜免疫反應(yīng)，單純使用滅活苗的阻斷傳播效果有限，這是否會影響最終消滅脊灰的進(jìn)程？

2014年，一組印度研究人員在《科學(xué)》報告了一項重要成果，為脊灰疫苗接種策略提供了新的思路[10]。他們發(fā)現(xiàn)，如果給先前已經(jīng)接種過減毒苗的兒童再接種一次滅活苗，比起重復(fù)接種減毒苗，激發(fā)的腸道黏膜免疫反應(yīng)更強，能更有效地阻止進(jìn)入消化道的脊灰病毒在腸道復(fù)制后排出體外。換句話說，交替采用減毒苗和滅活苗兩種疫苗，比起單純使用任一種的效果更好。

根據(jù)這一發(fā)現(xiàn)，WHO修改了所推薦的脊灰疫苗接種策略：對于疫苗接種率高，野生脊灰病毒輸入及傳播的風(fēng)險低的國家，可以完全使用滅活苗；所有其它使用減毒苗的國家，都應(yīng)在四到五次的連續(xù)增強接種計劃中包括一至兩次滅活苗[11]。

2012年以后，Ⅲ型野生脊灰在全世界未再出現(xiàn)。到了2018年，全世界只剩下兩個國家——與中國接壤的阿富汗和巴基斯坦——報告了33個Ⅰ型野生脊灰的新病例。這兩個國家多年來飽受政治動亂和武裝沖突的摧殘，脊灰疫苗的接種進(jìn)展緩慢。巴基斯坦的北方部落地區(qū)甚至曾有謠言流傳，宣稱有人在脊灰疫苗中加入了可影響男孩生殖能力的雌激素，陰謀“阻止穆斯林的人口增長”。許多部落居民因此拒絕讓孩子接種脊灰疫苗，甚至有人殘忍地槍殺為兒童接種疫苗的醫(yī)生。反疫苗的陰謀論和暴力事件極大地干擾了脊灰疫苗接種運動。

除了阿富汗和巴基斯坦這兩塊消滅野生脊灰攻堅戰(zhàn)的硬骨頭外，從2016年開始，隨著Ⅱ型脊灰疫苗的停止使用，脊灰流行國家人群對該型病毒的免疫力下降，在多個國家發(fā)現(xiàn)了由疫苗衍生的回復(fù)突變病毒造成的脊灰癱瘓病例。這些病例大多發(fā)生在疫苗接種覆蓋率不高的地區(qū)，少數(shù)接種對象在服用疫苗后排出了具有神經(jīng)毒性的回復(fù)突變病毒，使周圍沒有免疫力的易感個體接觸感染，在社區(qū)中造成脊灰流行。由此可見，控制疫苗衍生病毒流行的關(guān)鍵，仍然在于推廣疫苗接種。

2019年，WHO制定了新的規(guī)劃，計劃用四年時間，到2023年，實現(xiàn)在全世界撲滅脊灰的最終目標(biāo)[12]。規(guī)劃中采用的策略是，在仍有野生脊灰流行的兩個國家，要通過與當(dāng)?shù)卣?、各派政治力量、宗教組織、民間團(tuán)體的積極溝通合作，加強疫苗接種運動的力度和效果，力爭擴大疫苗覆蓋面；已經(jīng)消除野生脊灰的國家應(yīng)繼續(xù)堅持疫苗接種，嚴(yán)防外來野生病毒的輸入傳播；針對疫苗衍生病毒的流行，則應(yīng)加強檢測監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)，立即根據(jù)病毒類型選用合適的疫苗追加補充接種。

2020年，野生脊灰病例已在整個非洲大陸根絕。可是當(dāng)年2月，非洲中部的乍得共和國卻出現(xiàn)了脊灰疫苗衍生病毒的流行。由于席卷全球的新冠病毒疫情的影響，非洲地區(qū)的脊灰疫苗接種被迫中斷，致使疫苗衍生病毒擴散，造成80名兒童癱瘓。病毒還傳播到相鄰的蘇丹和中非兩國，并有進(jìn)一步擴散之勢。在WHO的組織協(xié)調(diào)下，非洲國家的脊灰疫苗接種運動在2020年7月恢復(fù)進(jìn)行，到去年年底，共有16個國家的4千萬名兒童接種了脊灰疫苗[13]。

由此可見，減毒苗的回復(fù)突變有可能成為根絕脊灰病毒的最后障礙。美、英兩國的脊灰病毒研究人員分析了大量的減毒苗回復(fù)突變病毒株，在此基礎(chǔ)上，對沙賓的減毒苗病毒基因組進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，一共引入五處人工突變，在保留原有疫苗病毒生物學(xué)性質(zhì)及免疫原性的基礎(chǔ)上，提高病毒RNA復(fù)制的精確度和疫苗病毒基因組的遺傳穩(wěn)定性，得到一株新的弱化減毒Ⅱ型脊灰疫苗病毒nOPV2。比起沙賓的Ⅱ型減毒疫苗OPV2，接種nOPV2后發(fā)生回復(fù)突變的頻率大幅度降低。這是減毒活疫苗在問世五十年后得到的第一次有針對性的改進(jìn)。這不僅對于脊灰疫苗，對其它RNA病毒疫苗的開發(fā)和改進(jìn)也有重大意義。

nOPV2疫苗的臨床試驗已取得了可喜的結(jié)果[14]。鑒于脊灰疫苗衍生病毒在多國暴發(fā)流行的嚴(yán)峻形勢，2020年11月，WHO批準(zhǔn)將nOPV2疫苗投入緊急臨床應(yīng)用，成為有史以來第一種獲得緊急使用授權(quán)的疫苗產(chǎn)品，比預(yù)防SARS-CoV-2 新冠病毒的mRNA疫苗還早一個月。

半個多世紀(jì)堅持不懈的努力，終于迎來了隧道盡頭的亮光。即使在根絕脊灰的最后沖刺途中還可能遭遇暫時的挫折，人類歷史終將開啟一個沒有脊灰的新篇章。到了那一天，我們將掬一瓣心香，告慰所有曾為研制脊灰疫苗無私奉獻(xiàn)的先賢，不論他們當(dāng)初是成功或者失?。簯{借科學(xué)的精神和力量，繼天花之后，人類終于為又一種危害深重的惡疾敲響了喪鐘。

（全文完）

參考文獻(xiàn)

[1] Sabin AB & Ward R. The natural history of human poliomyelitis: I. Distribution of virus in nervous and non-nervous tissues. J Exp Med. 1941; 73: 771-93.

[2] Sabin AB. Oral poliovirus vaccine: history of its development and use and current challenge to eliminate poliomyelitis from the world. J Infect Dis. 1985; 151: 420-36.

[3] Horstmann DM. The poliomyelitis story: a scientific hegira. Yale J Biol Med. 1985; 58: 79-90.

[4] Henderson DA et al. Paralytic disease associated with oral polio vaccines. JAMA. 1964; 190: 41-8.

[5] Cann AJ et al. Reversionto neurovirulence of the live-attenuated Sabin type 3 oral poliovirus vaccine. Nucleic Acids Res. 1984; 12: 7787-92.

[6] Collins, H. The Gulp Heard Round the World. The Philadelphia Inquirer. November 6, 2000. p. D-1.

[7] Dulbecco R. Jonas Salk. Nature. 1995; 376: 216.

[8] Racaniello VR. Why do we still use Sabin poliovirus vaccine? http://www.virology.ws/2015/09/10/why-do-we-still-use-sabin-poliovirus-vaccine/.

[9] 百度百科. 顧方舟. https://baike.baidu.com/item/顧方舟.

[10] Jafari H et al. Polio eradication. Efficacy of inactivated poliovirus vaccine in India. Science. 2014; 345: 922-5.

[11] Racaniello VR. An unexpected benefit of inactivated poliovirus vaccine. 2015. http://www.virology.ws/2015/01/06/an-unexpected-benefit-of-inactivated-poliovirus-vaccine/.

[12] WHO. The Polio Endgame Strategy 2019–2023: Eradication, Integration, Containment and Certification. Geneva: World Health Organization, 2019 (WHO/Polio/19.04). License: ?CC BY-NC-SA 3.0 IGO.

[13] WHO. Over 3.3 million children vaccinated in Chad in large-scale polio campaign. https://www.afro.who.int/news/over-33-million-children-vaccinated-chad-large-scale-polio-campaign.

[14] Yeh MT et al. Engineering the Live-Attenuated Polio Vaccine to Prevent Reversion to Virulence. Cell Host Microbe. 2020; 27: 736‐51.

本系列所用主要參考資料

• The college of Physicians of Philadelphia. The History of vaccines. https://www.historyofvaccines.org/.

• Offit PA. The Cutter Incident: How America’s first polio vaccine led to the growing vaccine crisis. New Haven and London: Yale University Press, 2005.

• Horstmann DM. The poliomyelitis story: a scientific hegira. Yale J Biol Med. 1985; 582: 79-90.

• Wikipedia. Polio vaccine. https://en.wikipedia.org/wiki/Polio_vaccine.

• Wikipedia. Jonas Salk. https://en.wikipedia.org/wiki/Jonas_Salk.

• Wikipedia. Albert Sabin. ?https://en.wikipedia.org/wiki/Albert_Sabin.

注：本文所使用的圖片均屬于公有領(lǐng)域。