多伦多书苑

疫苗的史诗

鸡胚疫苗知多少

一项技术横空出世,彻底改变了抗病毒疫苗的发展史。这种技术同样依赖于动物,或者更确切地说,是动物的胚胎。

1930年年初,美国的厄内斯特·古德帕斯丘(Ernest Goodpasture)博士[12] 提出,是否能利用鸡胚培育鸡痘或鸟痘病毒,这值得探究。操作相对容易:首先将鸡胚置于孵化器之中,等孵化到第10天或11天时,凭特制照明设备确定胚胎位置,取下一部分蛋壳,使用针管将含有病毒的物质注入蛋壳里,再以玻璃封口,涂上石蜡,重新将鸡胚放回孵化器中。

不过,要想万无一失,还应越过两座“大山”。第一个便是细菌感染:鸡胚本身是一种无菌封闭系统,但注射病毒的过程就会给微生物以可乘之机——要么注射物是病菌的“特洛伊木马”[13] ,要么注射用针头是罪魁祸首。这时,抗菌素的存在还不为人所知,所以人们很难在完全无菌的环境下进行操作。第二个困难是人们还没有办法确定,病毒是否真的如愿进入鸡胚并开始繁殖。

古德帕斯丘和其女助手爱丽丝·沃道夫(Alice Woodruff)一起将这些难题各个击破。他们先从改善无菌技术着手,确保注入鸡胚的样本是百分百无菌的。接着,如何能让鸡胚内的鸟痘病毒变得可见呢?古德帕斯丘想出了一个“绝妙好方”:病毒都会选择相应的器官作为“窝点”,在不同的器官中进行繁殖,比如脊髓灰质炎病毒在脑部、黄热病病毒在肝部,这种病毒专门针对某一种细胞的现象被称为“细胞嗜性”(Cellular tropism)。鸟痘与其他痘病毒一样(痘病毒主要包括天花和牛痘等),以皮肤为目标器官,一旦感染这种病毒,皮肤上就会出现我们前文提到过的脓肿。于是,古德帕斯丘建议在鸡胚内的薄膜上培养鸟痘细胞。要知道,鸡胚虽小,却包含着胚胎、为胚胎输送各类营养的液体,还有各种绒膜。后者的一种——尿囊绒膜,就被选作了病毒栖身之所。沃道夫依样行事,开始培养病毒,终于在这层绒膜上发现了一些隆起的微白斑点——看得一清二楚,这就是鸟痘病毒在“作祟”。

在鸡胚内培养病毒的技术就此诞生,时为1931年。

这一发现不容小觑。因为,其他病毒也随之被证实可在鸡胚内大量繁殖。后来的诺贝尔生理学或医学奖得主弗兰克·麦克法兰·伯内特(Frank Macfarlane Burnet)爵士也证明可在鸡胚的尿囊液内培养大量流感病毒。时至今日,这依然是世界通用的流感疫苗制备技术(见第五章)。

20世纪60年代,鸡蛋逐渐开始撑起疫苗制备的半边天,且多被用于儿童易感的传染病,比如麻疹和流行性腮腺炎疫苗。与黄热病疫苗一样,这两种由鸡蛋制备的疫苗都是减毒活疫苗,而流感疫苗则不同,它是经化学处理的灭活疫苗。减毒活疫苗当然更让人担心一些:鸡蛋是否可能携带感染原?它们会在接种时被一并传染给人体吗?“乐天派”们表示不怕,搬出了物种屏障理论(传染病在不同物种间的传播没那么容易),但这就万无一失了吗?一场讨论就此展开。当时人类已经发现,很多动物携带的病毒都能够诱发肿瘤,譬如禽类。这就更让人忧心忡忡了。

让我们坐上时光机,穿越回20世纪。1909年,一位农夫敲开了裴顿·劳斯(Peyton Rous)实验室的大门,年轻的劳斯时为洛克菲勒基金会的研究员。来访的农夫手里提着一只几小时前刚刚一命呜呼的鸡,劳斯将它开膛破肚,进行了解剖,他在其左肋处发现了一个体积较大的肿瘤,且癌细胞已经转移到其他器官,扩散至全身了。在好奇心的驱使下,劳斯将肿瘤研碎、过滤,再把剩下的滤液注射给了其他动物。还记否?劳斯的做法已不是第一次见了,这是当时唯一能够判断病毒是否存在的技术。没几天工夫,所有被注射的动物都长出了与那只鸡类似的肿瘤。这是怎么回事?过滤的工序是可以把细菌挡在门外的呀,连癌细胞碎片都不能侥幸过关。肿瘤的致病因子又是怎么瞒天过海的呢?于是一个结论就不言自明了:肿瘤的致病因子具有滤过性[14] ,肯定是一种病毒。后来这种病毒被称为“劳斯肉瘤病毒”[15] (Rous Sarcoma Virus,RSV)。劳斯的发现打开了病毒致癌因子研究的大门。他本人也因此在半个世纪后的1966年戴上了迟来的诺贝尔生理学或医学奖桂冠。

到1960年,研究者们已经发现了一些可对动物致癌的病毒,但是对人体致癌病毒的了解还是一片空白。以禽类为例,禽白血病病毒——一种非常常见的禽类致癌病毒,已经为人所知。它作恶多端,可在家养禽类中快速传播,造成家禽大批死亡,每年都会造成巨大损失。鸡胚中也含有这种病毒。糟糕了,用于制备疫苗的鸡蛋也可能“中招”——含有致癌病毒。这会危及人类吗?为黄热病疫苗作传的第四章会告诉大家,禽白血病病毒的存在是不无危险的。幸运的是,接种过被感染疫苗的人并未出现任何问题。

后来,由鸡胚制成的新疫苗接连问世。鸡蛋作为重要物料,兹事体大,其质量的提升就不能马虎大意。而且还要具体问题具体分析,供应灭活疫苗和减毒活疫苗的鸡蛋不应混为一谈,而应满足不同的生产标准。

现在,就灭活疫苗而言,比如流感疫苗,最重要的就是鸡胚的成活率,因为这直接决定着病毒的产量。供应疫苗物料的饲养区(“特约饲养区”,Élevages conventionnels)应只用于疫苗生产,接受严格的卫生检查。里面的禽类应接受预防接种,做好主要传染病防疫工作,避免微生物的存在。禽类还要定期接受血清检测,确认饲养区内不存在疫苗无法防疫的传染病。在这种条件下,感染原几乎是无法生存的。即便是最坏的情况发生,疫苗生产的最后一道工序——过滤除菌也会将细菌消灭殆尽,而化学灭活工艺则将潜在的传染性病毒赶尽杀绝。因此,鸡蛋质量和制备工艺可确保疫苗满足要求。

减毒活疫苗的情况就大不一样了。没了灭活这道工序,疫苗成品就少了一组“安全阀”,确保鸡蛋内无任何病菌就成了唯一一道“防火墙”,这给饲养员们提出了相当严峻的挑战。办法来了:20世纪60年代初,一种遵循特定卫生规章的鸡饲养模式应运而生,这种养鸡场生产的是“无特定病原体”[16] (Specified Pathogens Free,SPF)鸡蛋。

能打上这一标签的鸡蛋,必须来自封闭、受保护的饲养区,饲养人员应具备专业资格。在SPF饲养区里,规章与特约饲养区完全相反。SPF蛋鸡不得接种任何疫苗,但须定期接受检查,确保不携带任何病菌(该检查涵盖30多种病原体)。饲养区建设之初,每一只蛋鸡都要被抽血检测,之后每月饲养员都要从中选取5%的蛋鸡进行抽样检测,确保不存在任何禽类致病原的抗体[17] 。SPF鸡蛋的产量十分有限,价格高昂。举个例子,约有5亿个“特约饲养区”鸡蛋被用于制备季节性流感灭活疫苗(1个鸡蛋约可得1支疫苗),而供应减毒活疫苗的SPF鸡蛋在全世界范围内只有几百万颗。万幸的是,减毒活疫苗的物料投入产出比要高得多——大约1个SPF鸡蛋能制出60—100支流感减毒活疫苗(这种疫苗确实存在,翻阅第五章可知)。

其他由SPF鸡蛋制成的减毒活疫苗有:麻疹疫苗、黄热病疫苗、流行性腮腺炎疫苗。还有两种灭活抗病毒疫苗也使用这种物料:狂犬病疫苗和蜱媒脑炎疫苗。

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