譚昭麟
在2020年中國國際服務(wù)貿(mào)易交易會(huì)上,兩款國產(chǎn)新冠肺炎滅活疫苗驚艷亮相,吸引了公眾的廣泛關(guān)注。據(jù)報(bào)道,國產(chǎn)新冠肺炎疫苗預(yù)計(jì)今年年底可以上市,屆時(shí)將對(duì)我國疫情防控發(fā)揮重要作用。
疫苗于人類而言,是保衛(wèi)自身健康,應(yīng)對(duì)病毒侵染的盾牌和利劍。如早已滅絕的天花病毒、幾近滅絕的脊髓灰質(zhì)炎病毒野毒株,都是因?yàn)橐呙绲某霈F(xiàn)而銷聲匿跡。而沒有疫苗的傳染病,相對(duì)來說難以防控,如艾滋病毒、諾如病毒。那么,為什么疫苗對(duì)于傳染病的防控能起到至關(guān)重要的作用呢?
在預(yù)防醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,應(yīng)對(duì)傳染性疾病有三大傳統(tǒng)手段:控制傳染源、切斷傳播途徑和保護(hù)易感人群。
控制傳染源,是指對(duì)傳染病的來源(包括人或動(dòng)物)進(jìn)行控制和隔離。
切斷傳播途徑,是指通過不同措施將病毒從傳染源到易感人群的過程進(jìn)行阻斷。如對(duì)呼吸道傳染病,可以進(jìn)行空氣消毒、戴口罩等方式阻斷飛沫傳播;對(duì)腸道傳染病,通過注意飲食衛(wèi)生、勤洗手等方式切斷糞口傳播途徑;對(duì)蟲媒傳染病進(jìn)行蟲媒消殺等。
保護(hù)易感人群,是指提高人群的免疫力,降低人群的易感性。其中最有效的手段就是接種疫苗,提高人群對(duì)該傳染病的抗體水平,從而減少人群易感性。
從短期來看,控制傳染源和切斷傳播途徑無疑是疫情防控最迅速、最有效的手段。但從長(zhǎng)期來看,保護(hù)易感人群,為其接種疫苗,才是疫情防控最有效、最經(jīng)濟(jì)的手段。這是因?yàn)?,一旦某種傳染病的易感宿主大量減少,該傳染病就不易發(fā)生大規(guī)模傳播,流行也就自然終止,不需要通過隔離、消殺等方式消耗更多的公共衛(wèi)生資源,造成社會(huì)負(fù)擔(dān)??梢哉f,對(duì)于抵御傳染性疾病來說,疫苗既是盾牌也是利劍。
疫苗是近代的發(fā)明,但這并不意味著古代人就沒有免疫預(yù)防的概念。在人類與傳染病斗智斗勇的過程中,我國古代中醫(yī)早已總結(jié)出一些預(yù)防傳染病的思想和經(jīng)驗(yàn)。如東晉葛洪在《肘后備急方》中記載:“療狂犬咬人方,乃殺所咬犬,取腦傅之,后不復(fù)發(fā)。”人們把“瘋狗”的腦漿敷在被咬者的傷口處,用來預(yù)防被咬者“發(fā)瘋”(患狂犬?。?。
現(xiàn)代意義上的第一支安全疫苗,是英國鄉(xiāng)村醫(yī)生琴納在18世紀(jì)末發(fā)明的牛痘苗。1796年5月14日,琴納把青年擠奶女工手上感染的牛痘皰液,接種到一名8歲男孩的左臂上。7周后,琴納又在男孩的右臂上進(jìn)行了天花皰液接種。結(jié)果,男孩并未產(chǎn)生任何天花癥狀,從而證實(shí)牛痘可以預(yù)防天花。人類歷史上的第一支安全疫苗誕生了。牛痘疫苗的意義,不僅在于人類終于戰(zhàn)勝了天花這一曾奪走無數(shù)人生命的烈性傳染病,更在于人類終于找到了對(duì)付傳染性疾病的殺手锏——疫苗。
1880年,法國發(fā)生雞霍亂疫情。微生物學(xué)界的科學(xué)巨星巴斯德在研究雞霍亂弧菌的過程中發(fā)現(xiàn),在人工培養(yǎng)基上培養(yǎng)兩周的細(xì)菌因完成“傳代”(讓病毒繁殖到下一代),其毒力會(huì)減弱。
用這種減毒的活菌給雞注射,不會(huì)使雞得病,而且接種疫苗的雞以后也不會(huì)再感染霍亂。其原因是,毒力減弱的雞霍亂弧菌仍然具有免疫原性,使雞產(chǎn)生了針對(duì)雞霍亂的免疫力。這種通過連續(xù)傳代,或者以物理、化學(xué)方式處理使菌毒株毒力減弱而制成的疫苗,就是減毒活疫苗。
1881年,巴斯德用相同的原理發(fā)明了炭疽疫苗。1882年,巴斯德開始研制狂犬疫苗。他以兔子作為培養(yǎng)基進(jìn)行狂犬病毒傳代,并通過干燥法降低狂犬病毒毒力,制成狂犬減毒活疫苗。1885年,巴斯德為一個(gè)被狂犬咬傷的9歲男孩注射了人類第一支狂犬疫苗。一個(gè)月之后,小男孩奇跡般地痊愈了。
1907年,受巴斯德的啟發(fā),法國細(xì)菌學(xué)家卡麥爾和介林開展了一項(xiàng)馬拉松式的實(shí)驗(yàn)。他們將一株有毒的牛分枝桿菌在馬鈴薯培養(yǎng)基上進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng),每3周完成1次傳代。實(shí)驗(yàn)歷時(shí)13年,病毒連續(xù)傳代231次,其毒力終于發(fā)生變異,“生產(chǎn)”出一株對(duì)人無致病性,而仍保持良好免疫原性的疫苗株——卡介苗。至今,卡介苗仍是新生兒接種的第一支疫苗——預(yù)防結(jié)核病。
與人痘、牛痘一樣,減毒活疫苗也是活苗?;蠲绲膬?yōu)點(diǎn)是保留了疫苗株的繁殖力和免疫原性,其“毒性”更接近自然狀態(tài),人們只需接種一次,即可產(chǎn)生持久免疫力。但是減毒活疫苗的缺點(diǎn)也同樣突出:穩(wěn)定性差,保存運(yùn)輸條件高,還存在毒力殘留、毒力回復(fù)現(xiàn)象,對(duì)免疫缺陷個(gè)體可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果。那么,有沒有更好的疫苗呢?
20世紀(jì)上半葉,美國發(fā)生小兒麻痹癥大流行,美國總統(tǒng)富蘭克林·羅斯福也感染致病。后來,羅斯福總統(tǒng)創(chuàng)立國家小兒麻痹癥基金會(huì),支持脊髓灰質(zhì)炎疫苗的研制。20世紀(jì)50年代,在基金會(huì)的資助下,美國科學(xué)家索爾克利用Vero細(xì)胞培養(yǎng)脊髓灰質(zhì)炎病毒,通過對(duì)其滅活、提純,制成脊髓灰質(zhì)炎滅活疫苗。滅活疫苗是通過物理或化學(xué)方法將活的菌毒株滅活,使其徹底喪失毒力和繁殖力,但仍保留其免疫原性而制成的疫苗。因此,滅活疫苗是死苗。
與減毒活疫苗相比,滅活疫苗產(chǎn)生的免疫力稍差——人們往往需要接種兩到三次,甚至多次才能形成持久的免疫效力。但是,滅活疫苗的安全性更高,不會(huì)出現(xiàn)毒力返祖,也更方便運(yùn)輸和保存。在減毒活疫苗和滅活疫苗的協(xié)同作戰(zhàn)之下,2000年,我國宣布成功消滅本土脊髓灰質(zhì)炎野毒株。
目前,人類已經(jīng)開發(fā)出鼠疫、霍亂、炭疽、狂犬、白喉、破傷風(fēng)、百日咳、結(jié)核等幾十種疫苗。然而,還有大量疫苗,由于傳統(tǒng)技術(shù)手段的局限性,無法研制成功。另外,一些傳統(tǒng)疫苗的缺陷也亟待改善。20世紀(jì)70年代以來,隨著分子生物學(xué)和基因工程的興起,許多新型疫苗應(yīng)運(yùn)而生,這些新型疫苗主要包括:
亞單位疫苗是將病毒、細(xì)菌的主要免疫原性成分——表面抗原蛋白提取出來,制成的一種組分疫苗。由于亞單位疫苗不含菌毒株,只含有幾種主要表面抗原,因而能減少疫苗的副反應(yīng)或疫苗導(dǎo)致的相關(guān)疾病。
基因重組疫苗是利用DNA重組技術(shù),將病原體的表面抗原基因克隆到酵母菌、哺乳動(dòng)物細(xì)胞或牛痘苗病毒中,再經(jīng)過高效表達(dá)、滅活、純化制成的疫苗?;蛑亟M疫苗的優(yōu)點(diǎn)是可以通過發(fā)酵工程大量制備,成本較低,安全性較高。其代表產(chǎn)品是重組乙肝疫苗。
我國人群中攜帶乙肝病毒的人群比例約為10%,每年因乙肝感染而造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)九千億元。制備傳統(tǒng)血源疫苗需要乙肝表面抗原攜帶者供血,對(duì)接種者和獻(xiàn)血者都不安全,生產(chǎn)成本高。而重組乙肝疫苗排除了血源疫苗中可能存在的其它病毒感染,成本也低。目前,我國已經(jīng)完成了重組乙肝疫苗對(duì)血源疫苗的替代。
腺病毒載體疫苗是將病原體的抗原基因重組到對(duì)人體無害的腺病毒中,以腺病毒作為載體將其注射進(jìn)人體內(nèi),誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生免疫應(yīng)答。腺病毒載體疫苗屬于活苗,它既具有減毒活疫苗的強(qiáng)大免疫原性,又具有基因重組疫苗的精準(zhǔn)性和安全性。
核酸疫苗是將抗原基因克隆到質(zhì)粒載體上,注射進(jìn)入宿主體內(nèi),利用宿主細(xì)胞的表達(dá)系統(tǒng)合成抗原蛋白,誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白的免疫應(yīng)答。核酸疫苗分為DNA疫苗和RNA疫苗兩種,其優(yōu)點(diǎn)是制備工藝簡(jiǎn)單、成本低、安全性高,人體一次接種即可產(chǎn)生持久免疫力。
從牛痘到新冠肺炎疫苗,疫苗發(fā)展的兩百年,正是人類不懈努力,應(yīng)對(duì)重大傳染性疾病挑戰(zhàn)的兩百年。未來,作為預(yù)防醫(yī)學(xué)應(yīng)對(duì)傳染病的經(jīng)典手段,疫苗仍將發(fā)揮重要作用,為人類健康筑起一道綠色長(zhǎng)城。