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疫苗的“前世今生”

2016-12-28 张楠楠 小多童书


在阅读中学习科学家解决问题的思路和方法

A Better Learning and Living Experience


西尼罗河病毒,起源于乌干达西尼罗河地区,由蚊子传播。1999-2000年间的感染疫情,是人类历史上影响较大的“瘟魔”。 | 图片来自 少年时No.23《人类健康的大救星》中的《臭名昭著的“瘟魔”》一文


作者 | 张楠楠


这是小多童书的原创文章,来自小多读者群的第10次分享内容,欢迎朋友圈转发分享,未经小多童书(ID xiaoduoui)授权不得转载。


大家好!我是《少年时》的主题编辑张楠楠,很高兴可以跟大家一起分享疫苗和免疫的故事。


大家一定都有过打预防针的经历,那对很多人来说简直就是一场噩梦。

你有没有想过:

我们为什么非要打这种叫作疫苗的东西?


提到疫苗这两个字,你会最先想到什么?


你最感兴趣的又是什么?

在《人类健康的大救星》这本书里,我们对疫苗的来龙去脉进行了详细的梳理。我们希望,通过这样的梳理,让读者对疫苗有个清晰的认识。


等你了解了疫苗这种预防针是怎么出现的,又给人类文明带了怎样深远的影响,以及科学家为了推进人类健康事业付出了多少努力的时候,下一次打预防针时,你可能不会再抵触那些冰凉的液体。


因为那里面蕴藏着人类的智慧,蕴藏着几代科学家所付出的艰辛,同时也是科学进步和人类文明的标志。


如果读了这本书能给你带来这样一些小小的改变,我想这是我们非常乐意看到的,也是《少年时》希望呈现给读者的。


这不仅仅是某个知识点,或者某段历史,而是由此带给你的一些思考,这可能是阅读所带给你的最重要的东西,长期坚持下来,也许你看问题的角度会变得很不一样。




“黑色”的阴霾




在故事开始前,都得介绍一下它发生的背景和起因,《人类健康的大救星》也不例外。


第一篇文章讲的就是人类社会在没有疫苗之前的状态——瘟疫横行。14世纪,欧洲的上空笼罩着一层阴霾,这是一种非常典型的烈性传染病。在丹麦的年鉴里,用“黑色的”来形容它。这是因为,得了这种病之后,病人的皮肤会因为皮下出血而变黑,同时黑色也非常恰当地描述了这场瘟疫给人们带来的心灵上的阴影。


在《鼠疫》这本书中,法国作者-加缪,细致地描述了病人的濒死状态:

昏睡、衰竭、腹股沟肿大、体内有撕裂感……脉搏变得细弱,身子稍微一动就突然断了气。


太可怕了,这究竟是一种什么病?这其实是鼠疫杆菌引起的疾病,只不过,原本这种细菌只会引起腹泻等轻微的肠道问题,可是,不知道从什么时候起,这种细菌发生了突变,它们变得非常强悍,以至于引起了这场可怕的瘟疫。



《阿什杜德的瘟疫》(The Plague at Ashdod),法国画家尼古拉·普桑的作品,表现了14世纪黑死病暴发的情景 | 图片来自 少年时No.23《人类健康的大救星》中的《瘟疫背后的秘密》一文


其实,除了细菌之外,病毒、寄生虫都可能引起大规模的传染病。


比如,家长们肯定对2003年的那场SARS(也就是重症急性呼吸综合征)记忆深刻,你们家里是不是还有那时候屯下来的盐呢?还有艾滋病,再比如流感、埃博拉、天花、西尼罗河病毒感染,这些都是人类历史上影响比较大的瘟疫。


这些瘟疫臭名昭著,它们传染性很强,非常容易在人群中传播,也正因如此,一旦瘟疫发生之后,它们的波及范围非常广,造成的影响非常恶劣。


再比如,刚刚提到的黑死病,它起源于卡法(位于现在的乌克兰境内,属于东欧地区),却在短短几年之内就席卷了整个欧洲。欧洲有30%-60%的人都死于黑死病。


正是因为这种传染病的影响范围非常广,所以人类迫切需要一种可以预防瘟疫的方法,这就是促使疫苗产生的主观因素。虽然,那时候的人们可能没有料到,后来会有疫苗这种东西。




再见,“斑点怪兽”!




那么,有了主观愿望,到底怎么实现呢?

人们应该朝哪个方向努力呢?


我们不知道古时候的人究竟尝试过多少种方法,不过最后,还真的让他们找到了一种能预防传染病的方法。想出这种方法的人简直就是一个天才!


在讲这个天才和他天才的想法之前,我们还得先介绍一下故事的背景。


刚刚我们谈到了欧洲那场可怕的瘟疫,其实,在人类史上,还有一种病,对人类造成的影响和伤害绝不亚于黑死病。这种病有一个挺吓人的名字,“斑点怪兽”。这是因为感染这种病之后,人的全身会长满水疱,水疱接着会破裂、结痂,最后脱落,在皮肤上留下一个深坑,也就是我们所说的麻子。


这种病也非常容易传染,20世纪就有3亿到5亿人死于这种病。一开始人们并不知道这到底是什么病,直到这种病出现了几个世纪以后,才有了一个名字,天花意思是皮肤上的印记)。


尽管人们受尽了天花的折磨,可是在跟天花的长期斗争中,人们也发现了一些规律。那就是,感染了天花的人,似乎不一定都会死,一旦他们侥幸活了下来,他们就再也不会感染天花了。


其实早在很多年以前,在雅典瘟疫中人们就观察到了这种现象。只是,那时候人们不知道这是为什么,也许是人们一直都在研究这个问题,只是在天花上面取得了突破,这就是种痘

第一个想到这种方法的人,他当时的想法可能是:

既然得过天花就不会再感染了,那么是不是身体里产生了某种东西,说不定就在那些痘痘里面。


于是,他把天花病人的痘痘浆液,种到健康人的身上。在中国的古书上,还有将痘痘的干粉吹到人的鼻孔里的记载。


种了这种人痘之后,天花的感染率显著地下降。但是仍然有2-3%的人在种痘之后会死于天花。所以说,这种方法有一定的风险,不足以成为在全人类推广的普遍方法。




第一支疫苗的“诞生”




那么,普遍的方法是什么?

我们请想出这个方法的天才登场。


1749年,在英国格洛斯特郡的伯克利诞生了一个婴儿,他读书时就对自然和科学表现出浓厚的兴趣。后来,他成了一名医生。再后来,他在一个小男孩儿身上做了一个实验。然后,他成了家喻户晓的英雄,他天才般的发现也被载入了史册。


这个人就是爱德华·詹纳(Edward Jenner)


对于詹纳的故事,很多读者可能都很熟悉。18世纪的欧洲,天花盛行,在长期的行医过程中,詹纳发现挤奶工人似乎从来都不会得天花。


于是,就有了那个经典的实验。1796年5月的一天,詹纳用一把柳叶刀划破了一个8岁小男孩的胳膊,将新鲜的牛痘的浆液接种到小男孩的伤口上。后来,小男孩出现了轻微的发烧现象,并很快康复。7月,詹纳又给小男孩接种了天花病毒,结果小男孩没有发生感染。


这说明,接种牛痘使小男孩获得了对天花的免疫。


这种方法被詹纳称为预防接种,我们现在也延续了这种说法。




你可能会觉得奇怪,种牛痘跟之前的种人痘听起来差不多,为什么种牛痘的方法会延续下来,还成了普遍适用的方法呢?


这两种方法最大的不同,就是种牛痘是安全的,没有任何风险,而且接种之后同样不会再感染天花。


这不就是对抗瘟疫的武器吗?


实际上,詹纳使用的牛痘浆液就相当于一种疫苗,而疫苗这个词也正是从詹纳的牛痘中演化来的。这意味着,世界上第一支疫苗就此诞生!詹纳发现天花疫苗的过程,其实就是他有了一个的想法,并把它付诸了实践,而且结果证明,他的想法是对的!


科学史上其实有很多这样的例子,许多科学家的重要发现的起因可能就是因为好奇,或者因为偶然发现了异常的现象。然后刨根问底,最后追踪到出现这个现象的原因,完成了科学史上的重大发现。比如亚历山大·弗莱明发现青霉素的过程,就是因为实验中不小心把青霉菌掉进了一个打开的培养皿。


但是,科学发现并不只是偶然,之前的细心观察和积累是必不可少的。




疫苗的“今生”




自从世界上第一支疫苗天花疫苗研制成功以来,科学家又陆续研制出很多疫苗,发展起了疫苗产业。


比如百白破、麻疹、卡介苗,这些我们疫苗在我们小的时候就已经普及了,现在你的胳膊上可能还有接种疫苗时留下的疤。


除了这些我们比较熟悉的疫苗,目前科学家也在研制一些特殊的疫苗,比如阿尔茨海默病疫苗、癌症疫苗,甚至艾滋病疫苗。而且,除了打针以外,也有很多其他的接种方式,比如喷剂和贴片,以后你可能就可以摆脱打针了。


 口服疫苗 


 吸入剂疫苗 


 微针贴片疫苗 



不过,你有没有想过,为什么打疫苗为什么那么疼呢?


这可能是因为,除了起作用的部分以外,它含有一些其他成分,这些成分就是佐剂


什么是佐剂呢?在少年时No.23《人类健康的大救星》的《从小牛痘到451亿美元的大产业》一文中有比较详细的介绍。(P56-57)




疫苗安全吗?




疫苗到底安不安全?

这可能是你最关心的。


世界卫生组织(WHO)和美国疾病控制与预防中心(CDC)都建议,6个月以上的人,每年都要接种流感疫苗。


但在中国,流感疫苗并不太流行。主要原因,一是觉得流感不严重,二是觉得疫苗不安全。


其实,疫苗安全备受争议的根源,可能是1998年发表在《柳叶刀》上的一篇文章,文章的结论是接种疫苗会引起儿童自闭症。尽管后来澄清了实验错误,没有证据表明疫苗跟自闭症有关,这篇文章也被撤了,可还是没能消除人们对疫苗安全的顾虑。


很多人认为疫苗有副作用,甚至会导致死亡。实际上,疫苗非常安全,接种后的反应,比如胳膊酸疼之类的,都是暂时的,严重威胁健康的情况非常罕见。


还有人认为疫苗中有汞,对人体有害。实际上,疫苗里的汞不像温度计里的水银那样,水银确实是有毒的,但是疫苗里的汞是硫柳汞,世界卫生组织对它严密观察了10多年,都没有发现疫苗中的硫柳汞有安全风险。而且,最重要的是它不会在人体内积累。

如果硬要说疫苗不安全的话,那也只能解释为接种者的个体差异。因为在某些情况下,接种疫苗确实会引起不良反应,甚至导致死亡。


比如,在介绍非洲的疫苗接种情况的文章里,作者采访了国际援助机构的特派团团长苏珊娜·塞勒斯科(Suzanne Ceresko),她为我们介绍了发生在非洲的特殊现象,就是麻疹


儿童和青少年很容易得麻疹,这是由麻疹病毒引起的一种常见传染病。患者会出现发烧、咳嗽、腹泻,全身布满红色的疹子。


在美国和其他发达国家,麻疹不是什么大问题,麻疹疫情一般也不太会引起人们的紧急戒备。但在非洲,难民营中只要有一个孩子得了麻疹就会造成整个医护人员的恐慌。这是因为,这个地方缺乏食物,孩子们的生活饱受压力,他们的免疫系统非常脆弱。这种身体状况的孩子不适合接种疫苗,尤其是对于那些发烧的孩子来说,接种疫苗非常危险。


下面是,苏珊娜为我们提供的、她在尼日利亚工作期间拍摄的一些珍贵的照片。(见少年时No.23《人类健康的大救星》中的《非洲,疾病乘风》P30)


非洲疟疾流行的时候,她在一个叫“亿达难民营”的地方工作。



在尼日利亚北部的卡齐纳州,一位无国界医生正在给一个孩子接种脑膜炎疫苗。



在亿达难民营,当难民刚到这里时,医生会给他们灌服维生素A。



一架直升机在往难民营运医疗物资,因为雨季来临后,不管是食物还是物质,运输都会变得非常困难。





小疫苗,大贡献




疫苗是怎么发挥作用的呢?

为什么身体状况差的孩子不适合接种疫苗?


其实,无论是詹纳给小男孩接种的牛痘浆液,还是后来使用的天花疫苗,它们所能发挥作用的成分都是病毒。


与能致人死亡的天花病毒不同的是,这些病毒的毒性比较弱,不会引起那么剧烈的反应。但是,它们作为抗原的作用却是一样的。


疫苗发挥作用的客观条件是人体免疫系统。当病毒侵入人体后,免疫系统会产生防御,杀死病毒,并产生记忆。下一次,同样的病毒侵入时,免疫系统会第一时间识别它们,并且迅速做出反应,杀死它们。


疫苗不是药,也没有治疗作用,它所做的,就是借用免疫系统的功能,或者说通过训练免疫系统,让它们提高对病毒的抵抗力。只要被免疫系统记住的病毒,一侵入人体就会被消灭。


下面这段小视频介绍了,当细菌侵入人体后,到底发生了什么?免疫系统做了什么?

建议在wifi环境下观看,视频总时长 6'48"

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=s03017wvh9f&width=500&height=375&auto=0




结  语




这样的疫苗是怎么做出来的呢?

所有的疫苗都是由病毒制成的吗?

除了疫苗,还有没有别的提高免疫力的方法?


翻开《人类健康的大救星》,你会找到这些问题的答案,你也会读到一些有趣的故事。


很多侦探小说里面会提到,中世纪欧洲的那些头戴黑色礼帽、身披黑色大衣的“鸟嘴医生”,为什么他们穿得这么浮夸?(《瘟疫背后的秘密》)



那个等待派发“方糖”的11岁男孩,正是童年的丹·里施(Dan Risch),他现在已经是美国知名的儿童作家了。




那位坚决地给自己的两个孩子接种疫苗的妈妈,多少带有作者的影子。



注射免疫球蛋白能提高免疫力吗?这也许正是作者对医疗现状的顾虑。



《人类健康的大救星》也许不只是免疫和疫苗的故事这么简单,你可能会从中发现一些有趣的东西,可能是一些让你引起共鸣的东西,也有可能是一些让你产生联想的片段,也有可能会发现一些值得探索的东西……


你会不会对这些内容感到好奇呢?

会不会循着这些问题探索下去呢?

你会是下一个詹纳,或者弗莱明吗?

若想重听本次分享活动,请点击左下角「阅读原文」





- 问答互动内容分享 -



Q1:为什么“斑点怪兽”最早出现在古埃及文明时期?


据资料显示,“斑点怪兽”最早出现于人类历史上的古埃及文明时期。


我们能够找到的最早的直接证据也在埃及,一具公元前2000年左右的年轻男性木乃伊的脸、脖子、肩膀和手臂上有大量的脓包。


可惜没有相应文字的记载,我们只能推断这种病发源于古埃及人口稠密的尼罗河流域,可能是从一种不知名的动物传到人身上的。


Q2:癌症疫苗是不是通过启动免疫系统来消灭癌细胞的目的?


癌症疫苗有很多途径可以启动免疫系统的功能。


2003年的一项研究提出了肿瘤特异性T细胞的概念,它们被激活后,会聚集在肿瘤细胞的周围,监视并杀死肿瘤细胞。


那么,能够激活这类T细胞的物质,就可以被认为是一种癌症疫苗。比如,Ipilimumab于2011年完成了临床试验,也是目前发现的第一种真正意义上的癌症疫苗。还有一些是,靠破坏癌细胞表面的伪装来让免疫系统识别它们,比如PD-1和PD-L1阻断剂,这也是目前的研究热点。


Q3:世界上总共有多少种疫苗?


目前,并没有有关疫苗数量的统计数据。不过,疫苗的种类却是有限的。


比如,刚刚在分享里提到的病毒疫苗,其实,病毒疫苗也包括两类:一种是活体减毒疫苗,这种疫苗含有通过特殊方法将活性减弱(不会引起人体的剧烈反应)的活病毒;还有一种是灭活疫苗


除此之外,根据活性成分来划分,疫苗还包括类毒素疫苗、结合疫苗,以及DNA疫苗重组载体疫苗等。


Q4:B细胞多长时间生成一个?


B细胞是在人体的红骨髓内产生的,它属于淋巴细胞的一种。


在免疫系统里所说的B细胞增殖指的是:

当病原体侵入人体后,它作为抗原刺激B细胞增殖、分化,形成杀伤性B细胞(也叫做浆细胞)的过程。这个过程的时间还要看具体情况,如果病原体第一次入侵,这个过程的时间相对较长;如果免疫系统已经形成了记忆,这个过程会非常快。


Q5:牛痘和天花有什么区别?


牛痘是发生在牛身上的一种传染病,症状较轻。


天花是在人群中传播的烈性传染病。


它们都是由病毒引起的,而且引发感染的病毒在外形上相似,都属于痘病毒家族。


也正是因为它们的相似——部分表面抗原相同,牛痘病毒刺激免疫系统产生的部分抗体,同时可以对抗天花病毒表面的抗原。因此,接种牛痘后,人体可以获得对天花的免疫。




Q6:DNA疫苗应该是那些能预防染色体突变引起的问题,那么它能预防的疾病有哪些呢?


DNA疫苗指的并不是那些针对染色体疾病的疫苗,它之所以称作DNA疫苗,是因为它是通过基因工程的方法或者技术制备的。


DNA疫苗本身可能是经基因重组得到的载体,或者就是一段DNA。当DNA疫苗进入人体后,它会编码产生某些蛋白质,这些蛋白质就相当于抗原,刺激免疫系统产生防御功能。


所以,DNA疫苗只是疫苗的一种类别,或者说是制备疫苗的一种方法。


Q7:脊髓灰质炎有多严重?


感染脊髓灰质炎病毒是非常危险的,病毒会破坏中枢神经系统,损害脊髓前角的运动神经元,导致肢体松弛型麻痹,多见于儿童,俗称小儿麻痹症。


患有小儿麻痹症意味着你无法走路,如果严重的话,控制呼吸的肌肉也会麻痹,甚至导致死亡。


Q8:为什么有些疫苗必须打?


虽然有些病,你不一定会感染,但是一旦感染,治疗起来就会非常麻烦。治疗花费的时间和金钱成本,远远高过打疫苗时可能出现的风险。


而且,某些传染病的感染率或致死率是非常高的,不打疫苗你会面临着非常高的感染风险。


打疫苗可以起到有效的预防作用,这不止对于你个人而言,如果群体中疫苗覆盖率高的话,也会大大提高群体免疫力。(见少年时No.23《人类健康的大救星》中,《疫苗:接种还是不接种?》对“群体免疫力”产生的原因进行了详细的解释。P50)


Q9:身体怎么生产B细胞(或巨噬细胞)呢?


B细胞和巨噬细胞都属于淋巴细胞,也就是白细胞。


再往大了讲,它们都是血细胞,也就有同样的来源,它们都由红骨髓中的造血干细胞分化而来。


Q10:细胞怎么杀死细菌呢?


免疫系统有两种方法可以杀死细菌,一种是体液免疫,一种是细胞免疫,两者相互配合,共同抵御、消灭侵入人体的病菌。


有关病菌侵入人体后免疫系统的一系列变化和防御手段,可以参考《人体健康的“盾牌”》少年时No.23《人类健康的大救星》P10,也可以参考上文中的视频。



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-The End-


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