《疫苗竞赛》从生物医学角度,作者以极为通俗、生动和科普的语言讲述了细胞分离和培养、疫苗制作、病毒感染等过程。由于巧妙的故事情节安排,整本书穿插着对人物个性、生活细节的描述,使得原本枯燥的科学研究过程、实验技术细节变得充满了情感和生命

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作者:李牧鸣

刚刚结束的服贸会上,中国两家医药企业首次展出了其研发的新冠病毒候选疫苗。据报道,这些疫苗已经进入三期临床试验阶段。疫苗研发者希望获取监管机构批准,在2020年底前走入市场。而中国领导人早已表示,要将我国研发完成的新冠疫苗作为“全球公共产品”使用。

在新冠疫情防护常态化的当下,这不啻一个能早日回归正常生活的期盼和目标。回顾人类疫苗研发的历史,其问世到底难在哪里?问题疫苗危害有多大?如何实现有效监管?

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笔者最近读到一本译林出版社的新书《疫苗竞赛:人类对抗疾病的代价》,该书以小说般跌宕起伏的笔触展开了一幅疫苗研究史画卷——

1964年10月9日,一名女婴诞生在费城综合医院里。她是早产儿,在母亲怀孕大约32周时来到人世。体重仅3.2磅,身体发青,毫无精神,也没有呼吸。她仅有的生命迹象就是缓慢的心跳。

费城综合医院的早产儿室。

一个月后,这名女婴仍在住院。胸部X光检查显示,她的心脏有个小洞,无法高效地泵送血液,因此肥大得很厉害。医生还注意到,她目光呆滞,不聚焦。经眼科检查后发现她患有白内障,双眼失明。后来,尽管没有进行正式的听力测验,但其他迹象表明她双耳完全失聪。

之后一年,经历了包括心脏手术的各种治疗,1966年2月18日凌晨3:30,这名只有16月龄、11磅重的女婴还是不幸因肺炎去世。她年轻的母亲给医生提供了一些信息:怀孕一个月时,她患过风疹

上世纪60年代初,对于包括风疹病毒在内的各种病毒(具有传染性的微小介质,会入侵细胞,利用细胞的系统进行增殖)人类的研究日趋成熟。生物学家争先恐后地从感染者的咽拭子、尿液,甚至器官碎片中捕获各种病毒,放在培养皿中培养,使得研制抗病毒疫苗成为可能。而抗病毒疫苗的研制,又使得对麻疹、腮腺炎和风疹等常见的儿童易患疾病,以及肝炎等全年龄段的疾病防治有了巨大进步。

疫苗接种的原理很简单:一个人注射或者吞服极少量的某种病毒(可以是灭活的,也可以是减毒的活病毒)就会产生相应抗体。他以后再接触到这种病毒,抗体就会攻击入侵细胞的病毒,阻止它们致病。

然而,原理虽然简单,但生产有效的疫苗却绝不简单。1942年,一批黄热病疫苗遭到用于稳定疫苗的血浆污染——部分血浆的捐献者携带了乙肝病毒。接种了受污染疫苗的30多万名美国军人中,约5万人患上乙肝,100至150人因此丧命。1955年,加利福尼亚卡特制药公司生产的脊髓灰质炎疫苗竟含活体致病病毒,导致192人瘫痪、10人死亡,其中包括许多儿童。参与监管卡特公司制药流程的所有高级别政府雇员,比如国家卫生研究院院长与卫生、教育和福利部部长,都因此丢掉了工作。

悲剧并没有结束。1961年夏,用于制备著名的索尔克脊髓灰质炎疫苗的猴肾细胞里发现了猿猴空泡病毒40(SV40),数千万美国儿童已经注射了受污染的疫苗,在未确定受污染疫苗对健康的长期影响时,这种未知的风险让美国及其他地方的监管者忧心忡忡。即使在21世纪的今天,西方世界的反疫苗运动一直没有停歇。今年2月初Netflix的纪录片Pandemic(《流行病》)很详细地讲述了这些困扰与矛盾。

然而,就像国际社会前一段时期关于要不要戴口罩的争议一样,人类和自然的相处过程中,不同认知阻挡不住社会进步的大方向,科学与理性才能化解危

1962年6月,一个细雨蒙蒙的早晨,年轻的科学家伦纳德·海弗利克来到宾夕法尼亚大学的威斯塔解剖学与生物学研究所实验室上班。海弗利克那时才34岁,身材瘦弱,留着一头黑色的短发,寡言少语。

1960年前后,伦纳德·海弗利克,在威斯塔研究所实验室中查看正常的人胎细胞。

他的上司,著名的脊髓灰质炎疫苗研究先驱希拉里·科普罗夫斯基,仅仅把他当作技术员,雇他来为研究所的生物学家提供一瓶瓶实验室培养的细胞。而他希望能够推出一批将会革新疫苗研制的正常人类细胞。这个机会他已经等了好几个月——等待用于研制这批新细胞的肺送达。

研制抗病毒疫苗需要细胞,因为病毒在细胞外无法增殖。而且,生产疫苗还需要大量的病毒。现在,那两叶肺叶终于放在他的实验室里了。它们放置于冰块上,从遥远的瑞典运过来。赠送者是科普罗夫斯基的一位同僚,也是顶尖的病毒学家,在斯德哥尔摩赫赫有名的卡罗林斯卡学院工作。

1971年,威斯塔研究所以WI-38细胞制备的狂犬疫苗进入人体实验测试阶段,希拉里·科普罗夫斯基是首位测试对象。图为斯坦利·普罗特金(左)为他“接种疫苗”。此照片为摆拍,实际接种时间更早一些。疫苗的共同发明人塔德乌什·维克多正“约束着”科普罗夫斯基。

几天前,一位生活在斯德哥尔摩附近的妇女做了堕胎手术。手术后,八英寸长的胎儿包裹在无菌的绿布里,被送到斯德哥尔摩西北部国家细菌学实验室。年轻的博士和医学生有时会被叫到这里来,解剖出流产胎儿的肺,寄送给威斯塔研究所。

海弗利克坚信,与经常携带许多潜藏病毒的猴肾细胞相比,正常人体细胞用来制备抗病毒疫苗更洁净、更安全。他已花三年时间,完善了能够实现这个目标的生产流程,相信可以生产出能够持久供应的正常人细胞。

海弗利克带着装有小片肺叶的瓶子,去了实验室旁边那个在1962年被认证为“无菌室”的小房间。经过一系列处理,细胞开始分裂。

海弗利克已经给它们取好了名字:WI-38。

左:显微镜下的年轻WI-38细胞。它们培养自一个1962年流产的瑞典胎儿。椭圆形的是细胞核。细长的纺锤状细胞体颜色浅得多。图片下方中间位置的深色团块是准备分裂的细胞染色体。

右:年老的或“衰老的”WI-38细胞。它们停止了分裂,不再呈细长的纺锤状。它们的细胞核已被一种对衰老细胞选择性着色的染色剂染色。

海弗利克在那个久远夏日建立的WI-38细胞系被用来生产疫苗,这些疫苗接种给了超过3亿人,其中半数是学龄前儿童。一些使用海弗利克开创的方法制备出来的细胞,被用来生产了另外60亿支疫苗。所有这些疫苗保护了世界各地的人们免受一系列病毒性疾病的侵扰,包括风疹、狂犬病、水痘、麻疹、脊髓灰质炎、甲肝、带状疱疹,以及常见于近距离接触中由腺病毒引起的呼吸道感染。

那么久之前建立的WI-38细胞系,怎么今天还在使用?一部分原因是,海弗利克最初制备的细胞数量很多——他在1962年夏冷冻了800支装着这种细胞的酒瓶状小安瓿。另一部分原因是,那些细胞在冷冻时不会分裂,但在解冻后——即使过了几十年——会顽强地开始复制。还有一部分原因是,细胞能够呈指数级增殖。海弗利克冷冻的每个小玻璃瓶,当时都容纳着300万到400万个细胞。

1962年,年轻的WI-38细胞装在安瓿中冷冻。

平均而言,瓶子里的这些细胞都大约能分裂40次。海弗利克曾在计算后得出结论:那些仅仅覆盖一个小玻璃实验瓶底部的新细胞,如果一直复制到死亡,最终会产出2200万吨细胞。他制备出来的那800瓶细胞,实际上可以无穷无尽地使用。

本书作者梅雷迪丝·瓦德曼是学医出身,多年为《科学》《自然》撰写生物医学报道。做《自然》期刊记者的时候,梅雷迪丝·瓦德曼在2012年的《科学》上读到一封生物学家伦纳德·海弗利克的来信。信中说,来自海瑞塔·拉克斯女士的海拉细胞系并非独一无二,另一来自流产胎儿的细胞系已经用于疫苗生产,拯救了数以亿计的生命。

不仅如此,海弗利克还卷入了一场和美国政府的官司,争夺这个细胞系(WI-38)的所有权。官司引发了一场关于人体组织所有权的争议,迄今仍未解决。拯救生命的疫苗、流产和知识产权之争等主题深深吸引了瓦德曼女士开始采访写作此书。

从今年初疫情拉响警报开始,笔者陆续读了大量医学史、生物学、免疫学的书,读到最后几乎“审美疲劳”了。《疫苗竞赛》又让人找回了读此类图书的乐趣,从生物医学角度,作者以极为通俗、生动和科普的语言讲述了细胞分离和培养、疫苗制作、病毒感染等过程。由于巧妙的故事情节安排,整本书穿插着对人物个性、生活细节的描述,使得原本枯燥的科学研究过程、实验技术细节变得充满了情感和生命。

同时作者还用很大篇幅介绍了在科学家实验室中研制成功的疫苗,如何通过临床试验和政府部门审批成为产品的复杂过程。尽管囿于时代限制,围绕着细胞、疫苗的利益和权益之争时有“暗黑”情节,让人扼腕。但贯穿《疫苗竞赛》全书的特点,仍是充满了人文主义关爱和深沉的社会责任心。通过海弗利克,能看到科学家们在战胜病魔上的不懈努力,在秉承社会公平和责任上的勇气。

人类在地球上前行的步伐时有磕绊,但每一次波折似都是为后续勃发蓄积斗志与能量。前阵重读《物种起源》,深感,即使生命是一连串的偶然演化而来,生命的尊严与担当仍在一次次新生中迸发。

本文图片选自梅雷迪丝·瓦德曼《疫苗竞赛:人类对抗疾病的代价》译林出版社

监制:姜锦铭 | 责编:刘小草| 校对:饶小阳