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中国消灭了这种古老的疾病,靠的是什么?

刘欢 科学大院 2023-03-13

一块雕刻于大约公元前1403~1365年的古埃及石碑上描述了一名手持权杖却右腿明显细小萎缩的祭司。据推测,这可能是目前有关脊髓灰质炎受害者的最早记载。


1789年,英国医生迈克尔·安德伍德(Michael Underwood) 首次对脊髓灰质炎临床特征进行了清晰描述。1840年,符腾堡医生雅各布·海涅(Jakob Heine)发现脊髓灰质炎发病与脊髓病理相关。1908年,奥地利医生卡尔·兰德斯泰纳(Karl Landsteiner)和埃尔温·波佩尔(Erwin Popper)用猴子进行试验,推断出脊髓灰质炎病原是一种病毒。

 

脊髓灰质炎的病原是脊髓灰质炎病毒(poliovirus),这是一种急性传染病并且传播范围广泛。脊髓灰质炎病毒侵犯人体中枢神经系统,损害脊髓前角运动神经细胞,导致肢体松弛性麻痹。脊髓灰质炎的主要症状有无菌性脑膜炎和各种肌群弛缓无力,病情严重者导致瘫痪甚至死亡,疾病常发生在儿童时期,所以又称为“小儿麻痹症”。


脊髓灰质炎病毒模型


1988年,全球消灭脊髓灰质炎行动(Global Polio Eradication Initiative)启动以来,脊髓灰质炎病病例数下降了99.9%以上,从全球每年约35万新发病例,降至2018年全年仅33例。


1994年,世界卫生组织宣布,小儿麻痹症即脊髓灰质炎基本绝迹。然而“基本绝迹”并不意味着真正的“完全绝迹”。2005年,全球仍有6个国家脊髓灰质炎流行,18个已经消灭脊髓灰质炎的国家又发生输入性传播并造成局部疫情。


2019年10月24日,在世界脊髓灰质炎日这一天,世界卫生组织正式宣布,继全球消灭天花和Ⅱ型脊髓灰质炎病毒后,Ⅲ型脊髓灰质炎病毒在全球范围内被消灭。这表示全球三种不同型别的脊髓灰质炎病毒中,只剩Ⅰ型脊髓灰质炎病毒未被消灭。


电影《阿甘正传》中,一路奔跑一路品尝巧克力味道的阿甘,健步如飞的起因正是来自他儿童时期冲破脊髓灰质炎束缚的那一刹那。



脊髓灰质炎病毒会成为继天花病毒之后,第二个被人类消灭的病毒吗?


轮椅上的总统


20世纪初,一种流行病——急性麻痹性脊髓灰质炎开始蔓延,欧洲、北美、澳大利亚和新西兰相继暴发的疾病感染疫情,不断地刺激着人们脆弱的神经。


1916年,美国脊髓灰质炎的暴发流行引起了公众大恐慌,人们逃离城市、公众活动取消,特别是儿童,不敢在自家之外喝水,远离游乐园、泳池和海滩。纽约附近的城镇采取极为严厉措施,派出警员武装拦截载有未满16岁儿童的外来车辆。此次疫情发生之后,几乎每年夏季脊髓灰质炎都会局部发生或流行,对公众健康造成严重危害和潜在威胁。


1921年的夏天,富兰克林·罗斯福和家人前往加拿大坎波贝洛岛度假,不巧遇到了树林火灾。他参与扑灭岛上林火之后,跳进水中游泳享受清凉。回到屋里,他感觉身体发冷和疼痛,于是急忙请医生诊治,竟然确诊是感染了脊髓灰质炎。


尽管罗斯福经过悉心治疗之后病愈,但却留下了残疾,即便经过康复锻炼,也只能依靠轮椅或拐杖行走,导致日后他成为坐在轮椅上的美国总统。这件事再次将脊髓灰质炎的危险信号传递到普通美国民众中,一位年富力强拥有殷实家境的政治新星,竟也没能逃脱疾病魔掌而残疾,人们对此事高度紧张,甚至称脊髓灰质炎是“让美国瘫痪的疾病”。在一段时间里,全国各地的游泳池都被抽空,之后大力推广对游泳池进行氯气消毒。


1928年,哈佛大学公共卫生学院菲利普·德林克(Philip Drinker)发明并获得专利的一种治疗装置“铁肺”,首次应用于临床。该装置通过改变患者躯干所处密闭仓中的气压来压缩扩张患者胸腔,帮助重症患者恢复自主呼吸,以治疗脊髓灰质炎引起的呼吸麻痹症状。患者需要在“铁肺”中“禁闭”两周接受治疗,病情严重的患者可能要“终身监禁”。


20世纪40~50年代,美国暴发了脊髓灰质炎疫情大流行,1952年是这次暴发最严重的一年。根据官方报告的数据,美国当年脊髓灰质炎病例57628例,死亡病例3145例,致残病例21269例。二战后对民众忧恐惧事件的调查结果显示,脊髓灰质炎仅次于核战争而排名第二位。


罗斯福成为总统后,美国设立了脊髓灰质炎基金会,呼吁全民关注脊髓灰质炎,促进消灭脊髓灰质炎疾病,米老鼠之父华特·迪士尼、全球摇滚巨星“猫王”埃尔维斯·普雷斯利等纷纷积极投身于这项事业之中。在基金会的资助下,脊髓灰质炎疫苗终于研制成功,全球脊髓灰质炎逐渐得到了控制,疫情发生得越来越少。


“灭活派”一战成名,

“减毒派”再战巅峰


1952年,乔纳斯·爱德华·索尔克(Jonas Edward Salk)发明了一种新的病毒灭活方法,在猴神经细胞中培养得到脊髓灰质炎病毒后,使用甲醛让病毒失去活性,再接种动物仍可诱导免疫反应并获得保护能力。他用这种灭活疫苗,在已经感染了病毒的儿童身上进行测试,发现接种疫苗后受试患儿的抗体水平有显著提高。


1954年春天,美国史上规模最大的双盲疫苗检测研究正式开始,全国近200万名6~9岁儿童参加了脊髓灰质炎灭活疫苗临床试验。检验灭活疫苗的时刻到来了!


灭活脊髓灰质炎病毒模型


1955年,密歇根大学脊髓灰质炎灭活疫苗评估中心主任托马斯·弗郎西斯在拉克汉姆礼堂面对镜头,向500多名科学家、医生和记者宣布,经过一年试验,结果显示85%~90%注射了脊髓灰质炎灭活疫苗的受试儿童成功获得对抗脊髓灰质炎病毒的免疫力,灭活疫苗“不仅安全,而且有效”。


1959年,阿尔贝特·布鲁斯·萨宾(Albert Bruce Sabin)的脊髓灰质炎减毒疫苗在苏联开展了临床试验,全国1000万名儿童接种了疫苗,大规模的受试人参与了临床试验。原本在美国已有灭活疫苗的情况,很难再开展大规模的减毒疫苗临床试验,苏联此时为减毒疫苗临床试验提供了支持和帮助,并也获得了巨大的成功。


1960年,苏联决定为全国7700万20岁以下的人口全部接种减毒疫苗,萨宾本人也被授予列宁勋章。时隔三年以后,萨宾疫苗在美国也完成了临床试验并成功获批。


减毒脊髓灰质炎病毒模型


由于减毒疫苗具有成本低、口服方便、群体保护的优点,在美国很快得到推广,并在全球大部分国家和地区被接受。在20世纪60年代初,萨宾的口服脊髓灰质炎疫苗在全球多数国家成为标准疫苗,被纳入预防脊髓灰质炎疾病常规接种疫苗。


“人民科学家”


“得让老百姓知道怎么样来保护自己,得普及这些知识,得让老百姓知道。预防为主,预防为主啊!” 这是“糖丸爷爷”顾方舟留下的肺腑之言和至诚嘱托。


顾方舟是中国著名医学科学家、病毒学家。他在中国首次分离出脊髓灰质炎病毒,成功研制出首批脊髓灰质炎疫苗。他将自己的一生奉献给了与疾病的斗争,奉献给了全国人民的健康幸福,奉献给了全世界公共卫生的伟大事业。在中华人民共和国成立七十周年之际,顾方舟获得“人民科学家”国家荣誉称号。


1958年,顾方舟在我国首次分离出脊髓灰质炎病毒。那个时候,我国每年脊髓灰质炎发病率平均是十万分之三,但是有些地区发病率就高达十万分之三十。为更好地研制出预防脊髓灰质炎疾病的疫苗,他和同事远赴云南昆明,筹建中国医学科学院医学生物学研究所。


云南地区物种资源丰富,有利于开展动物实验,而当时在这里建立一个科学研究机构却不容易。在有限的条件下,不仅仅要满足动物试验基本条件,还要建立一整套科学研究设施、设备和材料技术,这一切要靠他们自己去创造。


1959年,顾方舟等4人被派往苏联了解脊髓灰质炎疫苗情况,搜索查阅文献和跟踪最新进展。当时灭活疫苗已经正式上市,减毒疫苗虽未正式公开,但在苏联已经开始试用,免疫效果也得到证实。在认真比较灭活疫苗和减毒疫苗之后,顾方舟代表小组提出了首先研制减毒疫苗的建议,并得到了到国家的认可,于是中国脊髓灰质炎疫苗研制项目正式启动。


在脊髓灰质炎疫苗临床试验阶段,第一期受试的10名儿童中,有顾方舟自己的儿子,还有他同事们的孩子。在完成了所有三期临床试验后,中国脊髓灰质炎疫苗终于研制成功!


1960年12月,我国首批500万人份脊髓灰质炎疫苗问世,在全国11个城市推广免疫接种,效果非常明显,疾病发病数量大幅下降。城市中的脊髓灰质炎疫情控制住了,中国广大的农村地区如何才能有效开展免疫接种,这是全国公共卫生面临的一大难题。


对减毒的脊髓灰质炎病毒活疫苗,特别要注意防止弱病毒失去活性,所以需要在生物制品保藏和运输上下功夫。那时中国中小城市、农村和偏远地区交通不便,药物的运输和保藏十分不易。要在这些地方开展免疫接种,还需要对基层卫生站工作人员进行专业知识和正确接种方法的培训。儿童接种又不同于成人,自主免疫意识比较弱,需要解决如何适应儿童接种的问题。


答案就是:“糖丸”。 


“糖丸”将液体疫苗有效成分进行包裹,常温下能存放多日,在冰箱里可保质两个月,而且实践中把保温瓶的保温功能发挥出来,这样就解决了偏远地区的运输和保藏问题。



技术难题解决了,接下来就是要如何落实免疫计划。中国幅员辽阔、人口众多,让全国的适龄儿童都接种疫苗,才能真正让脊髓灰质炎无机可乘。顾方舟率领团队研究制定了免疫策略基本原则:以县、乡、镇为单位,适龄儿童接种率达到95%以上;在7~10天内完成全部疫苗接种。


这样严格的免疫策略要得到贯彻,离不开国家根除脊髓灰质炎疾病的决心和行动,更离不开一线防疫人员尽职尽责的科学落实。1965年,中国农村逐步推广脊髓灰质炎疫苗,发病率明显下降。1978年,计划免疫开始实行,脊髓灰质炎病例数持续下降。


1990年,全国消灭脊髓灰质炎规划启动,此后几年病例数快速下降。自1994年我国最后一例患者病例报告之后,至今再没有由本土脊髓灰质炎病毒引发的病例。2000年,卫生部举行“中国消灭脊髓灰质炎证实报告签字仪式”,顾方舟签字见证了这个历史性时刻,随后世界卫生组织宣布中国为无脊髓灰质炎国家。


顾方舟一生致力于消灭脊髓灰质炎的公共卫生事业,深深感受到中国人口众多的实际国情不能等到人们生病之后再去治,所以他总是反复强调,以疾病预防为主是基本原则,提倡健康教育具有重要意义


20世纪40年代末,顾方舟从北京大学医学院毕业后,选择了流行病学和微生物学研究,走上了防治传染病的公共卫生的道路。“当医生固然能救很多人,可从事公共卫生,却可以让千百万人受益”。


这不禁让人想到一位骨头最硬的文豪,他也曾放弃学医转而去去除人们精神痼疾。他曾写道:“我每看运动会时,常常这样想:优胜者固然可敬,但那虽然落后而仍非跑至终点不止的竞技者,和见了这样竞技者而肃然不笑的看客,乃正是中国将来的脊梁。”


以上内容经授权节选自《剑与盾之歌:瘟疫与免疫的生命竞技场》一书。


本期我们送这本书


互动问题:在历史上,有哪些微生物给人类带来了可怕的疫情?你知道几个?欢迎在评论区跟我们分享!


1月19日,我们将从评论区抽取5位回答了互动问题的朋友,送出科学出版社出版的《剑与盾之歌:瘟疫与免疫的生命竞技场》一书。



当摩洛哥海岸粼粼波光中的水母蛰刺渔民,当亚马孙丛林里涂抹箭毒的飞矢射向猎物,当人类与犰狳数百年前的感染因果乍现,当蝙蝠携带不速之客在黑色夜空中掠过……科学赋予了“剑”与“盾”新的内涵,病毒载体可用于治疗疾病,免疫过激也会令人苦恼,感悟科学会带给我们快乐和健康。


本书作者刘欢为中国科学技术大学副教授,著有《剑与盾之歌:人类对抗病毒的精彩瞬间》《剑与盾之歌:瘟疫与免疫的生命竞技场》《流感病毒:躲也躲不过的敌人》等作品,多次获得全国优秀科普作品、全国优秀科普视频、中国科学院优秀科普图书等荣誉。






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