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疫苗竞赛既是科学变革的故事,也是毫不 [复制链接]

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上小学的时候,学校组织大家打疫苗。迄今为止,我打过百白破、乙肝疫苗,还有些疫苗我都忘记了。我就不明白,为什么要打疫苗,那些病我都没得过,也不知道这些疫苗究竟有什么用?

知道有一天,我的发小-白雪被检查出她是乙肝病毒携带者,我才明白这些疫苗是有用得的。

前天看了瓦德曼的作品《疫苗竞赛》--才知道了疫苗从无到有的过程有多艰难。

本书为瓦德曼女士作为《自然》期刊记者时,采访和收集的一手资料,讲述的是在20世纪60年代,为了应对肆虐的疫情,以主人公伦纳德·海弗利克为代表的科学家群体研制疫苗并展开相互竞争的故事。

20世纪60年代,海弗利克在怎样的科学背景下,找到疫苗研制的突破点。

病毒疫苗的研制,需要经历五个步骤:第一步是找到致病的病毒。第二步是对病毒进行扩增,只有足够数量的纯病毒才能制备足够量的疫苗。第三步是对病毒进行减毒或者灭活。第四步,需要在动物体内进行有效性和安全性证明。最后在人体身上进行临床试验,证明在人体上也是安全和有效的,这样疫苗才能够批准上市。

这五个步骤看起来似乎挺简单,但在20世纪60年代,每一步都面临着各自的难题。首先,病毒学当时仅仅是起步,科学家们对病毒的了解极其有限,绝大部分病毒都没有分离出来。其次,如何扩增病毒没有成功的经验可循。再次,病毒应该灭活处理还是减毒处理,如果减毒,如何减,科学界也是争论不休。最后,当时疫苗的临床研究并没有严格的法规。

20世纪60年代,疫苗研制不仅面临众多的理论和技术问题,还面临着伦理和监管问题。而这其中最核心的问题是找到一种通用的安全的细胞,可以对任何病毒进行高效扩增。解决这个问题的就是本书的主人公伦纳德·海弗利克。

他通过人类胎儿发现了WI-38细胞,这种细胞不仅可以培养目前已知的所有人类病毒,而且理论上可以为疫苗生产提供无限的原料。此外,他还发现了以他名字命名的海弗利克极限现象,也就是细胞在正常生长分裂50次左右就走向死亡,由此开创了人体衰老研究的科研领域。

伦纳德在博士毕业时,已经成为那个时代最优秀的微生物的培养专家。之后受聘于其母校宾夕法尼亚大学的威斯达研究所,从事细胞培养的工作。

他的科研项目之一是病毒是否能对人类致癌,这个研究方向不算新颖,主流病毒学家们一般的看法是,如果癌细胞是病毒引起的,那么癌细胞中一定能找到病毒。而作为细胞培养专家,伦纳德有不一样的看法,他认为,从癌细胞中找病毒如同大海捞针,假如癌细胞中真的有病毒,那么作为病毒的特性,一定会被释放到细胞的培养液中。将含有病毒的培养液来培养正常细胞,那么正常细胞就会被病毒感染转变成癌细胞。

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这个思路逻辑严谨,试验设计也简洁明了。在培养细胞的时候,伦纳德却停了下来。因为细菌病毒是无处不在的,任何正常成人的组织细胞都可能会被微生物污染,如果选择从看似健康的正常人体细胞来做实验,就说不清楚病毒到底是来自哪里。伦纳德思来想去,为了保证实验结论的确定性,正常细胞只能选择胎儿的细胞,因为这是公认的无污染的细胞。

伦纳德很快就鉴定出胎儿肺的成纤维细胞是最适合实验室培养的,并决定用这种细胞来完成他的研究。但是问题很快就出现了,伦纳德发现他培养的细胞在增殖分裂一段时间后就会退化并死亡。伦纳德有了一个大胆的猜测,会不会是细胞老化死亡了。

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为了证明这个观点,他设计了一个非常巧妙的实验。他将两种细胞混到一起培养,一种是来自男性胎儿已经分裂增殖了49次的细胞,另一种是来自女性胎儿已经分裂增殖了25次的细胞。如果细胞死亡是外部因素造成的,那么两种细胞应该都会死亡。如果细胞是自然死亡,那大概率是增殖次数多的男性胎儿细胞,活下来的应该只有女性胎儿细胞。经过两个月的培养后,伦纳德发现,细胞活得非常旺盛,但是只剩下女性细胞了。

伦纳德又用多次试验证明正常细胞是有寿命的,并不是永生的,大致能分裂增殖50次左右就衰亡。此外,伦纳德还发现,将细胞冷冻处理并不影响细胞的寿命。如果开始的时候就获得足够的胎儿细胞冷冻起来,理论上在细胞正常寿命周期内,可以获得天文数字的细胞用于研制疫苗。

伦纳德把眼光投向疫苗研究。他发现胎儿细胞可以用来培养当时已知的任何病毒。

年,伦纳德将他的研究成果发表在《实验细胞研究》杂志并立刻引起了轰动,在论文中他不仅推翻了细胞永生的观点,提出了后来被称为海弗利克极限的细胞衰老现象,还提出了一种全新的通用型的细胞培养病毒方法。

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来自瑞典的病毒学家斯文加德对伦纳德的研究非常感兴趣,他想办法为伦纳德提供了符合要求的胎儿的肺样本。伦纳德则迅速制备了多瓶安瓿,每个安瓿瓶大约有-万个细胞,并被冻存在研究所地下室的一个液氮罐。伦纳德给这个堪称完美的细胞取了一个有区分力的名字WI-38。

至于海弗利克极限,该发现的影响力之大,以至于年的诺贝尔生理或医学奖颁给了三位解释其生物学原理的科学家。

WI-38细胞在疫苗竞赛中的骄人成绩

早在年,脊髓灰质炎疫苗就已经由美国科学家索尔克研制成功了,它有效地降低了脊髓灰质炎的发病率。这种疫苗是灭活疫苗,是以恒河猴的猴肾细胞研制的,但是效力有限。同时代的病毒学家认为,用减毒病毒疫苗可以提高预防效果,这其中包括了希拉里,勒尔德考克斯,以及美国辛辛那提大学的阿尔伯特·萨宾。

三位大科学家不仅仅是在学术上反对索尔克,也都积极领导着各自的口服疫苗的研制,希望能率先获得美国政府的批准。此时,三人都还是采用的猴肾细胞。

不过萨宾的口服疫苗研制起步较早,而且另辟蹊径的在苏联进行了良好的推广,受众达万人之多,占据了绝对的优势。因此年美国公共卫生局宣布萨宾的口服疫苗在安全性方面更优,获批上市。落败后的希拉里转而开始大肆攻击猴肾细胞的SV-40病毒的安全问题,并开始呼吁推动应采用伦纳德研制的WI-38细胞来研制疫苗,提高疫苗安全性。

然而,时任国家卫生研究院生物制品标准部的主管罗德里克·默里却拒绝了WI-38细胞。与默里的态度正好相反,世界卫生组织却给与伦纳德极高的评价,他们认为,即便人细胞还有当前无法知晓的传染病或致癌性,但相比于动物细胞而言,是更好的选择。随即,瑞典、瑞士和克罗地亚开始投入人细胞疫苗的研制,并分别取得了理想的结果。

有关WI-38细胞的第二个案例是狂犬病疫苗。狂犬病在年代是

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