三個小故事把疫苗史講清,走近疫苗之父!

疫苗的誕生是醫學史上非常有名的故事,那還是18世紀末的事,故事的主角是英國醫生愛德華·琴納(Edward Jenner)。

這就是「疫苗之父」,愛德華·琴納

天花這種古老的疾病在人類中存在了上萬年,18世紀的歐洲也飽受天花困擾,每年因此死亡的人數超過40萬。感染天花之後的死亡率非常高,死狀也很慘,這裡就不放圖嚇大家了。其實在琴納之前,已經有從患病的人身上取膿物接種給未患病的人、讓人獲得免疫力的方法。不過,這種方法風險太高,還是有可能導致死亡的。

當時琴納在英國鄉間行醫,當地人都知道,擠奶女工似乎不會受到天花的影響。琴納就猜測,也許是女工的牛痘讓她們獲得了免疫力。牛痘這種病和天花類似,但是要溫和得多,一般不會造成太大傷害。下邊的圖就是女工手上的牛痘痂。

為了驗證自己的理論,琴納做了個實驗。他從擠奶女工手上的痘痂里取了一些膿液,接種給了一名8歲男孩。男孩發了點兒燒,但是沒什麼大事。而最關鍵的一步是,琴納隨後給男孩接種了天花,男孩並沒有發病。琴納通過這個步驟證明,接種牛痘確實能讓人獲得對天花的免疫力。下圖來自我們的繪本,描述了這個故事。

琴納的工作現在被認為是免疫學的基石,而天花後來也成了唯一一種被人類從地球上根除的傳染病。下圖是一張比較有名的畫作,也畫了接種的過程。

不過,請大家留意這件事發生的時間——18世紀末。要知道,微生物學是19世紀才正式誕生的,琴納的疫苗出現時,人們還並不清楚疾病和微生物的關係。這個關係要留給琴納的繼承人——法國人路易·巴斯德(Louis Pasteur)來發現。

巴斯德其實是個化學家,同時也是個使用顯微鏡的高手,上面這張他最有名的畫像上就有一台顯微鏡。醫學的發展顯然離不開儀器的輔助,如果沒有合適的儀器,很多進展都無從談起。

其實大家對巴斯德應該很熟悉,現在我們喝的「巴氏奶」都經過了「巴氏滅菌法」的消毒,這個方法就來自巴斯德。

巴斯德一開始對微生物產生興趣,源自他對發酵現象的研究。在巴斯德之前,有一種「自然發生」理論,說腐肉里的蛆是自然產生的。但是巴斯德用簡單的實驗證明,腐肉生的蛆來自昆蟲下的卵。他還證明,空氣中充滿了肉眼看不見的微生物。巴氏消毒法就是通過把牛奶加熱到一定溫度,來去除牛奶里的微生物。

另一個風格的畫像

疾病源自侵入身體的微小生物,這個理論早就問世了,不過巴斯德第一個以令人信服的實驗證明:特定的病原會造成特定的疾病,他分別在牛、羊、豬、雞身上驗證了這套理論,最後是人。

巴斯德並沒有在理論上糾纏太久,他更感興趣的是解決實際問題——研製疫苗。巴斯德做過很多精彩的實驗,其中一個是關於炭疽疫苗的。當時是1881年——時間過得真快,已經到19世紀下半葉了。

巴斯德和助手給25頭羊注射了他的炭疽疫苗,12天後追加一次,兩周後再給所有羊注射毒性很強的炭疽桿菌培養液,包括打過疫苗的羊和沒有打過疫苗的對照組的羊。兩天後,對照組的羊不是死了就是正在垂死狀態,而打過疫苗的羊全都健康地活著。這組出色的對照實驗證明了疫苗的效果。

也是把羊折騰得夠嗆

巴斯德最傑出的成就,是發明了狂犬病疫苗。他還建立了多種鏈球菌、葡萄球菌與特定疾病的關聯,從此,微生物學成為了一門科學。

19世紀末是微生物學的輝煌時期,和巴斯德同時代的德國人羅伯特·科赫(Robert Koch)發明了「科赫法則」,為微生物學奠定了堅實的理論基礎。從此,結核、瘧疾、霍亂、破傷風、白喉、鼠疫等一系列傳染病的病因都明確了,人們逐漸找到了對付其中一些疾病的方法。在對抗傳染病的路上,人類前所未有的信心滿滿。

?關於疫苗的一個故事——小兒麻痹症(脊髓灰質炎)疫苗之前的故事都來自歐洲,而這個故事發生在美國,時間已經來到20世紀初。那時,最先進的顯微鏡也無法讓人看到病毒,它們比細菌小多了,不過已經有辦法分離出病毒,脊髓灰質炎(簡稱脊灰)病毒是1908年被分離出來的。從20世紀初到50年代,小兒麻痹症大流行一次次襲擊美國,因此致殘致死的孩子成千上萬,下圖是波士頓一家鐵肺病房。

鐵肺是應對小兒麻痹症的權宜之計,其實患者還是非常痛苦

是的,距離分離出病毒已經有40多年,可是人們依然對這種病束手無策,沒有疫苗,也沒有好的防治辦法。這還是在當時迅速崛起的美國,世界大戰、經濟蕭條都已結束,科技在飛速發展,抗生素也出現了。但面對殘害兒童的小兒麻痹症,自信的美國人感到了極大的挫敗。疫苗之所以遲遲沒有研製出來,原因之一在於這個領域的很多研究者各自為戰不願合作,20世紀已經不是單打獨鬥就能解決問題的年代了。為了結束這種局面,國家小兒麻痹症基金會付出了很多努力。

這其實是一家私人基金會,創始人是美國人最熱愛的總統富蘭克林·羅斯福,他本人也是一位小兒麻痹症患者。照片左側是羅斯福,右邊是他的合伙人巴塞爾·奧康納。這家基金會籌措基金的能力前無古人,總能玩出新花樣。比如,每年花一天時間的「母親行動」,從1951年到1955年就籌到了2.5億美元。下圖是影星格蕾絲·凱利在分發募款行動材料。

影星格蕾絲·凱利在分發募款行動材料有了錢,剩下的事就是人的努力了。在基金會的統籌和支持下,病毒分類、體外培養等瑣碎而艱巨的任務相繼由不同的團隊完成。1954年,基金會開始了最大手筆的豪賭:涉及百萬兒童的實地疫苗試驗,「史上規模最大的公共衛生試驗」。

圖裡是試驗中第一位接受注射的男孩,這次試驗用的是喬納斯·索爾克(Jonas Salk)研製的滅活注射疫苗。花費了整整一年時間的評估證明,疫苗安全有效,等待消息的民眾流下如釋重負的熱淚,索爾克成了民族英雄。

索爾克登上了《時代周刊》封面但是故事還沒完,在疫苗的大規模生產中,一家生產商的產品出現了嚴重的安全問題,公眾的信心隨之崩塌,索爾克的競爭對手阿爾伯特·薩賓(Albert Sabin)趁虛而入搶佔了市場。薩賓的疫苗就是我們熟知的糖丸,一種減毒口服疫苗。到這裡故事其實還沒完。21世紀初,美國又全面回歸了索爾克的注射疫苗,原因是口服疫苗有很小的概率會導致小兒麻痹症,而嚴格製備的注射疫苗則沒有這個問題。不管怎麼說,索爾克和薩賓都為對抗小兒麻痹症貢獻了畢生精力。如今,這種疾病也即將成為繼天花之後,第二種被根除的傳染病。

?美國郵政署推出的二人的紀念郵票說了這麼多,到底為什麼必須接種疫苗呢?大家簡單的理解可能是通過接觸少量病菌,讓接種的人獲得免疫力,從而在日後抵禦疾病侵襲。而從更根本的角度來講,疫苗接種其實不是純粹的個人選擇,在人群中,疫苗接種要達到一定的比率,才能形成人群免疫力,從而預防傳染病大規模流行。因為疫苗在不同的人身上發揮的效果會有差異,少部分人即使接種了疫苗也不一定能形成足夠的免疫力,加上人群中有的孩子年齡太小、有的因為疾病等原因無法接種,因此只有形成人群免疫力,才能有效保護所有人。如果因為種種流言不按時接種疫苗,於人於己都是很不負責任的。疫苗可以說是現代醫學最偉大的發明之一了,各種疫苗挽救的生命不可計數。由於流言和不負責任的媒體報道,英國和日本都出現過疫苗接種率大幅下降的事件,後果就是百日咳、麻疹等發病率上升,形成疫情,甚至造成死亡。關於疫苗的另一個故事——狂犬病疫苗

視頻:狂犬病疫苗如何誕生?

狂犬病是一種可怕的傳染病。人和家畜被狂犬咬傷之後,也會患上狂犬病。

在19世紀,狂犬病每年都要奪走數以百計法國人的生命,由於當時沒有疫苗,也沒有免疫球蛋白,對付狂犬病,人們只能使用燒紅的鐵棍烙燙傷口。因為歐洲人相信,火焰與高溫可以凈化一切事物,包括肉眼所看不見的細菌。

只要是被狂犬咬傷的人們,都會被村莊中的壯漢們強制壓到鐵匠鋪,請鐵匠用燒紅的鐵棍烙燙傷口,想藉此「燒」死看不見的細菌,但是如此原始、殘酷的作法,並沒能有效的治療狂犬病,反而常常加速患者的死亡。

巴斯德在實驗室工作

在1880年底,一位獸醫帶著兩隻病犬來拜訪巴斯德,並詢問:「能不能利用病犬的唾液製成狂犬疫苗呢?」

巴斯德和助理們想了想,認為這個方法可行,於是他們冒著被咬傷的危險採集狂犬的唾液,然後注射到健康犬只的大腦中,過了一會,健康的犬只發病死亡。

隨後歷經無數次的動物實驗,巴斯德推論出狂犬病病毒應該都集中於神經系統。因此他大膽地提出一個設想,就是從患狂犬病死亡的兔子身上取出一小段脊髓,懸掛在一支無菌燒瓶中,使其乾燥,看它是否有致命的危險。經過多次的實驗,他發現,沒有經過乾燥的脊髓,是極為致命的,而經過乾燥的脊髓,卻沒那麼致命。

如果將未乾燥脊髓研磨後將其和蒸餾水混合,注入健康的犬只體內,狗必死無疑;相反的,將乾燥後脊髓和蒸餾水混合注入狗的身上,卻都神奇的活了下來。巴斯德於是推斷出乾燥後脊髓的病毒已經死了,至少已經非常微弱。

因此他把乾燥的脊髓組織磨碎加水製成疫苗,注射到犬只腦中,再讓打過疫苗的狗,接觸致命的病毒。經過反覆實驗後,接種疫苗的狗,即使腦中被注入狂犬病毒,也都不會發病了!巴斯德高興的宣布狂犬疫苗研發成功!

巴斯德在研製狂犬病疫苗

1885年,一位幾乎絕望的母親,帶著被狂犬咬傷的9歲小男孩約瑟芬(Joseph Meister),來到了巴斯德實驗室門口,哀求巴斯德救救她的孩子。為了不眼睜睜看著男童死去,巴斯德決定為約瑟芬打下人類的第一針狂犬疫苗,這時距離約瑟芬被狗咬傷已經四、五天了;巴斯德在1 0天中連續給少年注射了十幾針不同毒性的疫苗。

每天晚上,巴斯德都徹夜不眠的等待,5天、10天、1個月過去了,少年健朗如常,安然返回家鄉。消息傳開,國內外絡繹不絕的患者蜂擁而至。巴斯德和助手日夜忙碌。長年的過度工作,嚴重損害巴斯德的健康。 1887年10月23日上午,他腦溢血又發作了,倒在寫字檯上,舌頭麻痹,說不出話來。

巴斯德70歲生日,法國舉行了盛大的慶祝會,巴黎索邦大學的大禮堂,座無虛席,巴斯德由法國總統摻扶,從熱烈的人群中走向主席台,受到人們的敬仰,大會送給他一枚紀念章,上面刻著:紀念巴斯德70歲生日,一個感謝你的法蘭西,一個感謝你的人類。

路易斯·巴斯德

看完這些大神的故事,深深地體會到,做大神不僅要具有超強的科研能力,還要具備超越時代的眼光。當自己的理論收到質疑的時候,要有足夠的定力堅持自我。親愛的同學們,Get到了嗎?想要有朝一日成為"……之父",就趕快操練起來吧。夢想還是要有的,萬一實現了呢?


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