读书报告之疫苗竞赛

《疫苗竞赛:人类对抗疾病的代价》作者:[美]梅雷迪丝·瓦德曼著,罗爽译,译林出版社,年8月出版。

这是一本关于疫苗研发的科普读物,或者说是关于疫苗史的书。

历史并非单一因素可以决定其发展,一定是多因素共同作用的结果。即便有一个关键因素有很重要的作用,其背后也有很多其它因素的“功劳”。

但是,我们可以任选其中之一,只要它有一个自洽的逻辑,从这一点出发都可以在一定程度上合理的解释历史。

就拿近年来,人类寿命大幅提高这件事来说,从抗生素的角度来解读说服力很强,食物、营养的角度也能解释,疫苗的角度也可以解释。到最后,好像都有一种它们说的都对的感觉。

我们头脑中充满了各种矛盾的“真理”,我们该如何抉择?正如菲茨杰拉德所说:“测试智力是否一流,就要看头脑在同时容纳两种相反意见的情况下是否仍能运转。”——《崩溃》

或许这正是读书的一个乐趣、意义之所在吧!

《疫苗竞赛》主要是以伦纳德·海弗利克为主线,讲述了伦纳德·海弗利克发现细胞分裂的规律(海弗利克极限——正常细胞分裂50次,上下浮动为10次,后就会死亡),从而对人类、对医学、对疫苗的影响。

本书一共分为三个部分。

第一部分:细胞

第二部分:风疹

第三部分:WI-38细胞战争

第一部分:细胞

第一章:费城,-年

费城是主角伦纳德·海弗利克的家乡。大概介绍了海弗利克的童年,家庭历史,还有进入医学的过程。

海弗利克从医的萌芽是大约在10岁左右,舅舅送了他吉尔伯特公司生产的化学实验箱。实验箱里面有试管、试管架、试管夹,以及一盏酒精灯。

年1月,海弗利克在即将高中毕业时,申请去宾夕法尼亚大学上学并被录取。但是由于宾大是自费,家里无法继续负担他的学费,尤其是因为他妹妹也准备上大学。

根据《退伍军人权利法案》退役士兵可以免付学费上学,重要的是,还可以得到每个月75美元的生活补助。于是,年5月,过了18岁生日后不久,海弗利克就从宾大休学入伍了。

年春,海弗利克在快20岁时回到了宾大。他选修了化学、数学、动物学和英语。

第二章:费城与加尔维斯顿,-年

以海弗利克为线索,讲述了人类对病毒的认识,主要是开始寻找实验室培养病毒,以及医学史上最重要的研究所——威斯塔研究所。

海弗利克在宾大主修细菌学,后来改名微生物学。此时正是人类研究病毒的黄金时代,而对于细菌的研究要更早一些。

年代末,德国微生物学家罗伯特·科赫,不仅找到了能够在实验室中进行细菌的纯培养,而且明确列出生物学家需要采取什么步骤,才能证明某种细菌会引发某种特定的疾病。生物学家开始将特定的细菌与疾病联系起来,理解疾病的传播途径,跟踪研究疾病的爆发。

年代初,人们才知道病毒的存在。当时,一位叫德米特里·伊万诺夫斯基的年轻俄国科学家,从患有烟草花叶病的植株上采摘生长不良的黄叶来提取汁液,然后用滤孔小到细菌无法通过的过滤器过滤提取液。过滤以后的患病烟叶提取液能够感染其他健康的烟草植株。

很快,荷兰植物学家马丁努斯·拜耶林克论证,无论造成烟草花叶病的是什么,它都能够自我增殖,但必须在活细胞内进行。他逐渐相信,引起疾病的实体是一种液体,并用原义为“黏液”的拉丁词“virus”给它命名。

年,两位德国科学家弗里德里希·勒夫勒和保罗·弗罗施,发现具有传播性,且破坏性极强的动物疾病——口蹄疫。两位科学家从受感染牛犊的水疱里提取液体,进行过滤,然后用滤液感染其他动物。这首次证明了动物会被这些神秘的新实体感染,科学家将它们称为“滤过性介质”。后来这种“滤过性介质”才“病毒”的名称广为人知。

同时,弗里德里希·勒夫勒和保罗·弗罗施两位科学家,从受感染动物的水疱里提取液体,通过加热摧毁其感染力,然后注射到未免疫的奶牛和羊体内,绝大多数接受注射的牛和羊都对口蹄疫产生了免疫。这可以算是最早的灭活疫苗了。

在随后的半个世纪里,科学家确认了十几种能够引发人类疾病的病毒,其中包括引发黄热病、狂犬病、脊髓灰质炎和流感的病毒。此外还发现了几十种动植物病毒。

年,美国著名微生物学家托马斯·里弗斯将病毒定义为“专性寄生物”——意思是它们只能通过侵入活细胞增殖。

年,也就是海弗利克出生那年,托马斯·里弗斯编辑、出版了论文集《滤过性病毒》,描述了当时已经发现的大约65种病毒。

但是,发现病毒并不等于真正认识病毒,更不用说抗击病毒。病毒不同于细菌,病毒是一种相对简单的生物,它由一种环形或线状的遗传物质及及蛋白质外壳构成。只有在活细胞内才能存活。因此,20世纪上半叶,科学家就因为很难获得这些病毒而无法进行研究。而且当时的光学显微镜是看不到病毒的。

年,约翰斯霍普金斯大学的罗斯·哈里森生物学家,成功在实验室里培养了蛙胚脑组织,人们认为他首创了组织培养技术。科学家们用组织培养技术培养病毒,但是,他们的成功只是零星的,并没有持续性,病毒很快就会在培养皿里死亡。

约翰·恩德斯和托马斯·韦勒尝试改进组织培养未果,后来弗雷德里克·罗宾斯也加入了改进组织培养的团队,这三位科学家让在实验室培养皿中使用许多组织培养出大量的病毒成为可能,人类从此才算是打开了病毒学世界的大门。

人类对病毒一直都是无可奈何,直到年代才开始有一点点曙光,科学家才开始研发第一批抗病毒药物。

威斯塔研究,坐落在宾大校园的中心,是美国最早的独立式生物学研究机构,由费城一个富裕显赫的威斯塔家族在年创立。

海弗利克在刚读研究生的时候,就开始在威斯塔研究所工作了,当时他被叫去研究一批实验室大鼠的中耳炎疫情。

年春,海弗利克获得了博士学位。海弗利克的博士论文研究的是类胸膜肺炎病原体,在论文中,他证实了类胸膜肺炎病原体可以用组织培养技术来培养。当然证实,威斯塔研究所那些大鼠患病的正是类胸膜肺炎病原体,也是博士论文的一个论据。

因博士研究成果,海弗利克获得了由科罗拉多州石油巨头A.C.麦克劳林提供的博士后奖学金。用这笔奖学金,他去了得克萨斯州的加尔维斯顿,到查尔斯·波米拉的实验室做研究。查尔斯·波米拉在当时算得上全世界最优秀的组织培养专家。他和妻子露丝在年8月搬到了加尔维斯顿。

威斯塔研究所新上任了正式所长希拉里·科普罗夫斯基,他是一位研究脊髓灰质炎疫苗的先驱。他想聘用一位细胞培养专家。海弗利克提交了申请,并被录用了。

于是,年4月,海弗利克携妻回到了费城。

第三章:威斯塔重生,费城,年4-12月

年,诺曼·托平开始为威斯塔研究所寻找一位正式所长。后来他选择了希拉里·科普罗夫斯基。

科普罗夫斯基上任后,悉心地与德国、瑞典和英国等国家的顶尖科学家建立起联系,并且将威斯塔研究所花巨资进行重新装修。

装修费用近一半来自威斯塔研究所的现金储备,其余的部分大多来自美国政府。他为大楼重装了水电,配上了中央空调。他分隔出会议室和行政办公室。他还购置了高压灭菌器、离心机和电子显微镜。在地下室,他腾出了一个宽敞的房间来清洁实验室器皿,配备了百德百优牌14英尺清洗机。建造了二十来间病毒学、生物化学、病理学实验室,以及用于进行组织培养的先进实验室。对科普罗夫斯基的顶尖科学家队伍而言,只有顶尖的设备才合他们意。

科普罗夫斯基在聘用海弗利克时,并没有把他视为自己精英团队的成员。在他看来,病毒学家是生物学研究这场戏剧的主角。海弗利克这样的细胞培养人员只是配角,负责为病毒学家提供一瓶瓶细胞,供他们进行开创性实验。

第四章:染色体异常与堕胎,费城,年

年,意大利帕多瓦外科医生多梅尼科·里戈尼-斯特恩注意到,宫颈癌在远离世俗诱惑的修女中要比在其他女性中发病率低得多。

年,美国病理学家佩顿·劳斯,发现一种病毒让鸡长肉瘤,即结缔组织间的恶性肿瘤。劳斯从一只鸡的肉瘤中提取液体,使用超细过滤器过滤——还是将细菌过滤掉,把病毒保留下来——然后注射到其他鸡体内,那些鸡后来也患上了同样的癌症。劳斯发现癌症可以“通过一种能够与肿瘤细胞分离的介质”在鸡之间传播,但是这个发现没有引起重视。

20世纪上半叶,生物学家当中的传统观念认为,癌症是由烟或烟囱灰之类的环境因素导致的,也有人认为是由基因突变导致的。晚至年代中期,有影响力的澳大利亚生物学家弗兰克·麦克法兰·伯内特还尖锐地反驳了病毒能够导致癌症这种观点。

但是,从年多梅尼科·里戈尼-斯特恩和年佩顿·劳斯的研究中,都发现了有某种东西可以引发癌症。

直到年7月,《时代》杂志发表封面文章,报道了美国国家卫生研究院伯尼斯·埃迪和萨拉·斯图尔的研究,她们发现了一种能够导致仓鼠、兔子和大鼠患肿瘤的小鼠病毒。许多生物学家才认为病毒会致癌。

海弗利克在细胞培养过程中发现,用胎儿来培养细胞,是培养出正常人细胞的最好方法。多次实验后,海弗利克培养出了没有癌变的细胞。海弗利克将其命名为WIHL,取自“威斯塔研究所人肺”(WistarInstituteHumanLung)的首字母。

第五章:凋亡的细胞与教条,费城,-年

年,约翰斯·霍普金斯大学胚胎学家罗斯·哈里森,首次在实验室培养皿中让蛙的脑组织生长。从此,生物学家就一直在培养细胞。

年1月,法国科学家亚历克西·卡雷尔,从八天大的鸡胚心脏上取下一小团组织,放到培养皿中,然后用稀释的鸡血浆来培养它。两个月后,那团心脏组织生长得特别“充分”,被分离和移植到新的器皿中18次后,仍然存活。卡雷尔就这一发现发表了论文《论有机体外组织的永生》。此后,所有的科学家都认为,培养皿中的细胞如果处理得当,应该无限地存活。

年,美国国家癌症研究所威尔顿·厄尔,成功地使一个小鼠癌细胞在培养皿里无限存活。

年,约翰斯·霍普金斯大学癌症科学家和细胞培养专家乔治·热伊,首次培养出了能够在实验室无限存活的人细胞,这些细胞提取自临终的妇女海瑞塔·拉克斯的恶性宫颈肿瘤。

这些都在进一步强化细胞体外培养可以永生。

然而,年,海弗利克发现好像细胞并非永生。于是,他利用那些胎儿,从几种胎儿不同器官培养出了若干细胞系。他发现,细胞植入培养瓶后,需要大约十天的时间适应,生长并覆盖瓶底,形成半透明的光泽。后来他将这一阶段标记为第一阶段。

他将覆盖在瓶底的细胞分离,其中半数放进新的培养瓶后,所有细胞都开始以快得多的速度分裂,每隔三四个小时就需要分离一次。(他把这个持续数月的快速分裂阶段,称为第二阶段。)他发现,无论最初培养的细胞有多少种,到最后都只有一种存活下来,即那种构成结缔组织——它对器官和细胞起联结作用——的细长的纺锤状成纤维细胞。无论出于什么原因,其他种类的细胞都未能在他的培养瓶里存活。

随着建立的细胞系越来越多,海弗利克对它们的命名变得越发有条理。他很快从胎肺中开发出第二个细胞系,于是需要重新为第一个细胞系命名,不再使用“威斯塔研究所人肺”。他决定简单些,以数字顺序来给细胞系命名。WIHL细胞系被重新命名为WI-1,第二个细胞系被命名为WI-2,以此类推。到了年9月,他建立了最后一个细胞系WI-25。这个细胞系来自19号胎儿(女性)的肺。

在WI-3细胞的研究中,海弗利克发现,细胞在分裂几个月后就完全退化了。随后的研究中,海弗利克的胎儿细胞继续老化和死亡。他将细胞分裂减慢和停止,以及细胞衰退和最终死亡的阶段,称为第三阶段。

年,海弗利克与染色体专家保罗·穆尔黑德合作,他们发现细胞内在的某种因素造成了细胞死亡。也说是说,细胞并不会永生,而是存在一个分裂极限。

海弗利克与穆尔黑德在论文中大胆地假设,培养瓶中细胞的死亡是细胞老化的结果。论文还提出正常细胞在培养基中能够分裂的最大次数。基于他从25个胎儿细胞系中得到的数据,海弗利克估计这个最大次数为50,上下浮动为10。后来被称为“海弗利克极限”。

第六章:瑞典的资源,费城与斯德哥尔摩,-年

海弗利克已经证实了细胞分裂的原理,而且他坚信,正常人成纤维细胞能够用于改进疫苗的研制。脊髓灰质炎疫苗作为当时唯一一种预防常见病毒性疾病的疫苗,安全性和稳定性都非常差,而且制备成本很高,每次都要杀死不少的猴子,取它们的肾。

所以,制作一种纯净的人细胞株成为海弗利克的目标,海弗利克也想用这种人细胞株,建立一种疫苗研制的黄金标准。

年的一天,威斯塔研究所的一台电冷柜坏了。之前海弗利克已经制备的WI-25细胞系全部死亡。由于海弗利克已经知道细胞的数据,而且论文已经发表,所以WI-25的死亡并没有给海弗利克多少挫折。

海弗利克需要新的胎肺(海弗利克只用肺,因为肺很容易解剖,而且肺的成纤维细胞在培养基中似乎特别顽强),制备WI-26细胞系。由于当时人们认为细胞分裂多次后会产生致癌物质,以及法律对于堕胎的要求。海弗利克新的胎肺源,便从瑞典(堕胎年在瑞典已经合法化)科学家斯文·加德那里获取。

海弗利克在研究过程中早就发现,胎儿活组织能够在常温下存活五天,切碎了泡在培养基里的组织能存活更久,最长达到三周。所以,从瑞典运送到美国费城并不是一个问题。

年4月24日,加德的首席技术员伊娃·赫斯特伦,将做好的胎肺寄给了海弗利克。海弗利克正是用这个在孕16周流产的男性胎儿的肺,制备了WI-26细胞系。

年12月,海弗利克发表了《人二倍体细胞的连续培养》,这篇论文向世界宣布,他发现了海弗利克极限,并培养出了25个正常胎儿细胞株。

然而,没有料想到其他科学家和科学机构,对WI-26的需要如此旺盛,已经制备的WI-26不久就要用完了。

海弗利克需要再一次制备人胎细胞株。这次海弗利克找加德要了一个女性胎儿,这是为了防止与WI-26细胞因操作失误混合后无法判断。女性细胞株中不会存在Y染色体,所以在载玻片上可以观察到。

新一代的细胞,海弗利克打算将其命名为WI-38,为了防止有些科学家粗心,混淆此前二倍体细胞株的编号。

直到年6月7日,海弗利克才等到了合适的胎肺。是医院的妇产科医生伊娃·厄恩霍尔姆,从一位三十多岁,有多个孩子而且丈夫没有责任心的妇女那里得到了海弗利克最终的胎肺。

在WI-38细胞中,海弗利克想要一劳永逸的解决WI-38细胞供应不足的问题。海弗利克利用指数的力量,估算出只要在一个容量大约为一品脱的布莱克培养瓶,面积较大的侧面长仅5.5英寸,宽不足3英寸,就可能培养出足够人类用很久的细胞。

按照海弗利克的计算,假设最初的培养瓶里含有大约0万个细胞,按照指数增长,到的细胞倍增了50次(达到海弗利克极限),就会得到细胞。亿个湿细胞的重量约为一盎司,据此计算出一个培养瓶里的细胞最终可以产出万吨细胞。

那么细胞分裂到第几代最合适呢?海弗利克决定在这些细胞第8次分离进新培养瓶后,将它们冷冻起来。第8代细胞将足够年轻,数量也十分充足。一小布莱克培养瓶的细胞倍增8次后,会产出瓶,每瓶生长至汇合时含有大约0万个细胞。

第七章:脊髓灰质炎疫苗里的“乘客”

马里兰州贝塞斯达,费城,新泽西州克林顿农场,-年

所谓的脊髓灰质炎疫苗里的“乘客”是指,一种后来被叫作SV40的病毒,以及还有不确定的致癌“物质”。

伯尼斯·埃迪受命负责部门的脊髓灰质炎疫苗安全性测试。年,伯尼斯·埃迪发现,在索尔克脊髓灰质疫苗中存在问题,并提醒上司疫苗有问题,然而上司并没有理睬埃迪的发现,反而将她调离了脊髓灰质炎疫苗测试的岗位。

年4月,索尔克疫苗获得了批准。最终导致人瘫痪,其中许多是儿童。此外还有10人死亡。

埃迪并没有放弃疫苗中发现的问题,在进一步研究后,她发现这种病毒广泛存在于猴肾细胞中。

年,在华盛顿特区附近一场重要的脊髓灰质炎疫苗会议,因为索尔克疫苗可以限制脊髓灰质炎,但并不能消灭脊髓灰质炎。因此,在会议上病毒学家们分别提出了三种新的制备疫苗的方法。

很可惜的是,这三种方法都被莫里斯·希勒曼的演讲否定了。莫里斯·希勒曼演讲指出本·斯威特发现,斯威特在萨宾的活疫苗中发现了一种新的、潜藏的猿猴病毒,而且几乎可以肯定考克斯与科普罗夫斯基的活疫苗中也有这种病毒。因为他们都是用猴肾细胞来制备疫苗,这也正好应证了埃迪的发现(埃迪发现猴肾细胞中广泛存在一种病毒,这种病毒可能会致癌)。

在这场会议中,科学家们讨论后将这种潜藏病毒被正式命名为SV40。

年7月6日,在希勒曼做完那场演讲一个月后,埃迪给上司约瑟夫·斯马德尔写了一份备忘录。备忘录指出:猴肾细胞中存在一种(致癌)物质或病毒。

但是,约瑟夫·斯马德尔是索尔克疫苗的拥护者,十分清楚索尔克疫苗经不起负面报道了。因此,否决了埃迪关于这些肿瘤可能与SV40有关或可能引发人类癌症的推测。

事情发展到这个地步,海弗利克出场了,海弗利克的WI-1细胞,在坚实的科学理论与科学数据之下,以及科普罗夫斯基等人的大力支持下,最终成为脊髓灰质炎疫苗生产的赢家。

为了让生产出来的疫苗可靠,海弗利克的人体实验是在一座不同寻常的女子监狱进行的,这座监狱每年会有约60名婴儿出生。

随后,美国国家卫生研究院生物制品标准部开始要求所有脊髓灰质炎疫苗都不能含有SV40。也就是说用猴肾细胞制备疫苗的方法已经不允许了。

第八章:试验,费城及周边,年春

马里兰州贝塞斯达,-年

欧洲,-年

这一章主要讲述了对疫苗安全性和有效性的检测,有很多检测的方式方法,在今天看来是绝对不允许的,比如“志愿者”的知情权,在不经本人同意就在囚犯身上,以及有缺陷的、低收入的、非洲调裔美国婴儿等。

当时用来制备疫苗只有两细胞——猴肾细胞和人胎细胞(即海弗利克的WI系列人二倍体细胞)。用猴肾细胞生产的疫苗已经有明确证据表明存在有害病毒,而用人胎细胞制造的疫苗不论是当时的实验还是理论都显示没有完全隐患,但是有一些科学家仍然担心,人胎细胞生产的疫苗存在未知的暂时无法发现的致病病毒。尤其是当时还无法提取的乙肝病毒,让当时的人们非常恐惧。

这种担忧或许是由于人们对不确定性的恐惧,或许是由于宗教伦理原因,或许是利益集团的绑架,或许是由于当权者个人的偏见,或许是有些科学家仍然相信亚历克西·卡雷尔细胞永生的观念(亚历克西·卡雷尔《论有机体外组织的永生》)而反对人胎细胞,或许是由于卡特事件的影响。(卡特事件即乔纳斯·索尔克发明的第一种脊髓灰质炎疫苗是由卡特公司生产,年4月批准生产。但是年在进入人体试验阶段,伯尼斯·埃迪发现这种疫苗存在安全问题,并将这一发现报告上司,然而埃迪的发现没有得到重视,后来造成人瘫痪,10人死亡。)

对于人二倍体细胞制备疫苗是否存在隐患,以及存在多大隐患。分别有两次重要会议,一次是由罗德里克·默里组织美国国家卫生研究院八位专家,他们研究海弗利克的人二倍体细胞,并于年1月在《科学》上发表文章,称:“无论是遗传学方面,还是其他方面的特征都没有得到准确描述,特性可能随机波动”,并且在论文中明确表示,这类“随机波动”可能有害。

另一次是世界卫生组织召集了六个国家的科学家,他们研究海弗利克建立的细胞(WI-26细胞),世界卫生组织专家确定,人二倍体细胞不含有污染性微生物,没有致癌性。

人胎细胞生产的疫苗,迟迟不能通过批准,反而是已经证明有害的疫苗,仍然在美国甚至全球使用。世界卫生组织召集的六国科学家说到,与其他选择相比,人二倍体细胞在疫苗生产方面是“目前通往较完善体系的最佳途径”。

虽然在瑞典、瑞士和克罗地亚等一些地区,人二倍体细胞已经投入使用。但是,直到年和年,在德拉戈·伊基克的影响下,南斯拉夫成为首个批准使用WI-38细胞制备疫苗的国家,批准的两种疫苗分别是脊髓灰质炎疫苗和麻疹疫苗。

第二部分:风疹

第九章:敌人显现,澳大利亚,年

英格兰伦敦,-年

年6月,澳大利亚的眼科医生诺曼·麦卡利斯特·格雷格,发现自己诊室里接待的眼盲婴儿数量急剧增加。这些婴儿患的都是白内障——眼睛中的晶状体本应该是透明的,却呈浑浊的乳白色。

这种白内障不像是先天性的,格雷格也不知道是什么原因引起婴儿患白内障。直到有一天,他听到两位白内障患儿的母亲在候诊室聊天,谈到在孕期她们都患过德国麻疹——风疹。

这两位母亲的聊天猛然惊醒了格雷格,随后格雷格多方调研,推测婴儿白内障与他们的母亲孕期患风疹有关。

但是当时,公认所有先天缺陷都是遗传的,如果有人认为环境因素可能导致先天缺陷,会被为是明显不懂科学,甚至因此会遭到鄙视。

直到年代,经过一项又一项研究后,医学界才完全接受了格雷格的发现。科学家们确定,风疹造成的损伤包括失聪、白内障、心脏缺陷、小头畸形及其伴随的智力障碍。后来,自闭症也被确认为先天性风疹幸存者脑损伤的一种表现。风疹导致的各种问题,将合称为先天性风疹综合征。最终,人们都明白了,风疹病毒(一种限于人类、直径不超过三百万分之一英寸的病毒)对宫内的生命是一种威胁。

患有先天性风疹的婴儿出生后,风疹病毒可能继续在某些组织中存活,继续造成损伤。长期的问题可能包括病毒持续存在于脑脊髓液中,导致脑炎。

虽然知道了风疹病毒的危害,但是,直到诺曼·格雷格明确风疹和胎儿损伤之间有联系二十多年后,风疹病毒才在实验室中分离出来。

德国麻疹的学名是风疹,英文是“rubella”。这个英文单词来自拉丁语,意为“些许红色”。风疹通常症状较轻,在患者咳嗽、打喷嚏等时通过口鼻中的飞沫传播。风疹的症状包括发热、腺体肿大,以及皮疹。它俗称德国麻疹,因为德国人弗里德里希·霍夫曼在年首次描述了这种疾病。和其他病毒一样,极其微小。它的直径只有50至85纳米,大约是艾滋病毒的一半,是它入侵的人细胞的1/0。

风疹病毒对胎儿的危害最大,孕期越短胎儿感染的风险越高。这是因为胚胎没有自己的免疫应答,它必须依赖母亲的抗体。但是,在感染了风疹的孕早期,母体抗体在胎盘里的移动并不高效。即使是在孕中期,胎儿体内的母体风疹抗体,也仅仅是母体血液内抗体水平的5%至10%。所以,胚胎在重要的早期阶段几乎无法抵抗风疹病毒;风疹病毒会在其血液里广泛移动,留在几乎所有器官里。

风疹病毒会寄生在新成型的组织里:晶状体细长的纤维、作为听力器官的精密内耳、心包膜,以及给大脑输送氧气和养料的毛细血管。

病毒学家发现,风疹病毒并不会立即杀死它们入侵的细胞,而是会降低细胞的活性。被入侵的细胞分裂速度不如正常细胞快;实际上,风疹病毒会刺激细胞产生一种蛋白质,限制有丝分裂。最终细胞会因为病毒而提前死亡。所以,被风疹病毒感染的胎儿和婴儿,器官的细胞才会比正常情况少,而且婴儿的体重只有正常的65%。

第十章:孕妇的灾祸费城,-年

这一章主要讲了,和年横扫美国风疹疫情中,对妇女、胎儿、婴儿和幼儿造成了巨大伤害。约万人感染风疹病毒,很多人因风疹病毒引发脑炎死亡,很多女性流产或被迫堕胎,很多婴儿夭折,很多婴儿得了先天性风疹综合症。以及科学家们如何研发风疹疫苗,疫苗研发主要有两个代表,斯坦利·普洛特金用海弗利克的人二倍体细胞研发的减活疫苗;保罗·帕克曼和哈利·迈耶用非洲绿猴肾细胞研发的减活疫苗。

帕克曼和迈耶采用迪克斯堡士兵咽喉分离出来的风疹病毒,他们最终将研制出来的疫苗命名为HPV-77。“HPV”指“高传代病毒”(high-passagevirus),“77”表示他们将病毒按次序接种给77批培养的非洲绿猴肾细胞——他们用病毒感染第一批培养细胞,等这些细胞中的病毒增殖时,从中提取液体,感染第二批培养细胞,就这样持续到第77次“传代”,即液体在不同批次的细胞中“传代”了77次。

斯坦利·普洛特金是一个很幸运的、命很大的人。小时候身体瘦弱,年抗生素还未问世,他差点因肺炎球菌导致的肺炎而丧命。他还患有哮喘,在9岁时被独自送去位于丹佛的国家哮喘儿童疗养院,在那里感染了流感,差点又丧命。活了下来后,但左脸瘫痪了——是一种叫作贝尔氏麻痹症的面部神经瘫痪。这种病并非都可以康复,但普洛特金很快康复了。

斯坦利·普洛特金有在威斯塔研究所工作的经验,所以在那次风疹疫情期间,他算是一个检测是否被风疹感染的高手。

但是,当时的技术条件,从鼻拭子或咽拭子中分离风疹病毒,检测孕妇是否感染风疹病毒至少需要10来天,而血检要完全确诊也得四周。

所以,研发疫苗对抗风疹病毒非常紧迫且必要。

年末,普洛特金决定,研发风疹疫苗需要“干净的”病毒,从患者咽喉中捕获的病毒,无法排除存在其它病毒。

于是,他借鉴海弗利克培养细胞的思路,从感染了风疹的胎儿,中分离没有污染的风疹病毒。经过多次实验,最终分离出了没有污染的风疹病毒,他将这种病毒命名为RA27/3。“RA”表示“风疹堕胎”(rubellaabortus),“27”表示病毒的来源是他在年那场疫情中收到的第27号胎儿,选择“3”是因为肾是他从第27号胎儿采集的第三个器官。

第十一章:狂犬病,费城,-年

摩洛哥,年

明尼苏达州瓦巴沙县,年

“年代对病毒疫苗的追求,其热烈程度与今天对人类基因组奥秘的探索相当。”——《疫苗竞赛》

研发疫苗之所以如此吸引科学家,是因为这是一个名利双收的事业。首先,人们看到了疫苗对抗病毒的神奇力量;其次,美国在二战后国库充盈,政府可以挥金如土般的支持科研。

狂犬病毒并非一种只存在于犬科动物由犬科动物传染给人的疾病,也存在于吸血蝙蝠等其它动物体内。狂犬病毒呈弹状,存在于动物的唾液中。狂犬病毒一般通过病畜造成的贯穿伤感染。在极个别情况下,狂犬病毒通过呼吸传染,这是一种非常非常少见的情况。此外,也可因接受角膜移植而感染,这都属于极其少见的情况。

狂犬病毒偏爱神经细胞,病毒会进入伤口附近的神经细胞,通过神经细胞向上朝大脑移动。在到达大脑数日、数周、数月,甚至数年后,病毒会造成一系列可怕的症状。最初的症状不严重,包括发热、咽喉发炎、肌肉疼痛,以及食欲不振。随着病毒在大脑中迅速扩散,感染者的状况便急转直下。通常,患者会对光、声以及触摸特别敏感。他们会变得易怒好斗,可出现幻觉和惊厥。患者大多神志清醒,但持续时间越来越短。

年代,早已存在一种粗糙的疫苗,基本是按照法国微生物学家路易·巴斯德在年的思路研发的。它用患狂犬病兔子的干燥脑或脊髓碎片制备而成,其中的病毒已经用化学品或紫外线灯杀死。患者被咬伤后,要连续14至21天在腹部注射这种疫苗,逐渐增强疫苗的效力。这种注射痛而且存在没有被杀死的狂犬病毒的风险。

疫苗的研发在不断的改进,年代中期,印第安纳波利斯的礼来公司,用鸭胚制备出了一种改进版本的狂犬病疫苗。

年,在亚拉巴马州蒙哥马利的传染疾病中心实验室工作的病毒学家R.E.基斯林,证明狂犬病毒不必在切碎的动物脑和脊髓中增殖,甚至也不用在随后被切头的完整鸭胚中增殖;它可以在培养的细胞,甚至非神经细胞中生长。

年11月,塔德乌什·泰德·维克多和马里奥·费尔南德斯,在科普罗夫斯基的指导下,用海弗利克的WI-38细胞开始培养狂犬病毒。在研发疫苗的过程中,他们还发现狂犬病毒是在细胞间传递,而不是通过液体培养基传递。

年的动物实验表明,用WI-38研发的狂犬病疫苗是一种更加安全高效的狂犬病疫苗。

年9月,科普罗夫斯基还向美国专利商标局提交申请,注册了一项“狂犬病疫苗生产方法”专利。一般而言,在那个年代,由政府出资研究的成果,机构是不能申请专利的,除非机构申请专利可以更快上市,造福公众。而当时的狂犬病疫苗符合这一个例,所以威斯塔研究所获得了“狂犬病疫苗生产方法”专利17年。

但是,在专利申请上没有海弗利克的名字。实际上,海弗利克根本对此完全不知情,这便为后来的细胞战争埋下了伏笔。

第十二章:孤儿与普通人

费城,-年

新泽西州汤姆斯里弗,-年

圣文森特儿童之家是一个坐落于费城西南格林威大道号的孤儿院,也是那个年代许多医学研究机构的“实验室”。海弗利克、普洛特金、科普罗夫斯基等许多科学家都在这里做过人体实验。

在人类医学进步的历史中,做出伟大贡献的不止科学家,还有那些无名的实验者。

这一章主要讲了普洛特金RA27/3病毒在人体实验中发现还需要改进。以及玛丽·文茨勒因为怀孕时感染了风疹病毒,年11月24日生下斯蒂芬·约瑟夫·文茨勒四世,孩子因风疹病毒而患白内障等风疹病毒引起的疾病。通过多次医治斯蒂芬·约瑟夫·文茨勒四世活下来了,而且“长大后,他成了一个聪明而有天赋的人,他的一生将充满未能发挥的潜能、受挫的壮志,以及孤独。”

第十三章:我们已知的魔鬼

宾夕法尼亚州费城与汉堡,-年

德国马尔堡,年8-11月

美国的风疹疫情似乎有个规律,每六到九年爆发一次严重风疹疫情。有记忆的在年和年爆发了一次,年又爆发了一次。接下来,人们担心的是年即将再一次爆发的风疹。而截止当时,疫苗还没有被研发出来。所以,研发疫苗是一件非常紧迫而且重要的事。

普洛特金在圣文森特儿童之家的试验,并没有取得理想的结果。他需要进一步对RA27/3病毒进行减毒,让疫苗病毒既不会引发风疹,又能激起强免疫应答。

同一时期,研发风疹病毒疫苗的公司如“雨后春笋”般的出现。

默克公司的莫里斯·希勒曼,在年1月已经完成了广泛的动物安全性测试,将进入人体实验。

比利时的亨法尔也开始研发风疹疫苗,他们使用的是从一名患风疹的10岁女孩的尿液中捕获的病毒。

就连密苏里州圣约瑟夫的飞利浦·罗克珊公司(飞利浦电子与制药公司的子公司)也将开始研制疫苗。

生物制品标准部的科学家,保罗·帕克曼和哈利·迈耶正准备对“高传代病毒”HPV-77风疹疫苗开展人体试验。

即便可能将会有一场严重的风疹疫情爆发,但是,在这场疫苗竞赛中不仅要看速度,而且更要看疫苗的安全性、可靠性。

年代末到年,在欧洲、加拿大、澳大利亚、日本等国,沙利度胺广泛用来作镇静剂和治疗孕妇晨吐。由于对药物性质研究的片面性,结果导致数千名新生儿肢体残缺或者患有海豹肢畸形,以及其他出生缺陷。

所以,美国国会对沙利度胺悲剧的反应包括,促使立法规定药品必须先证明其有效性和安全性,之后才能上市。

一些科学家的直觉、一些科学家的实验证据都表明,未经处理的非洲绿猴肾脏里充满了潜藏的病毒。然而,还有一些科学家、商人和政府官员不以为然或是存在侥幸心理。

年,德国马尔堡运来了一批非洲绿猴。不幸的是,人们侥幸用完了,墨菲定律爆发了。在这指非常绿猴体内有一种丝状病毒。后来德国科学家金特·穆勒发现了这种病毒,这种病毒最终被划分到埃博拉病毒所属的科:丝状病毒(英文“filovirus”源自拉丁语“filum”,意为“丝线”)。尽管它感染人体后的表现很像埃博拉病毒,但并不是埃博拉;它先于埃博拉出现,至少先被发现。遵从科学界惯例,发现者以它最初出现的地点来命名,将它称为马尔堡病毒。

年春,普洛特金总共进行了四项新研究,三项在圣文森特儿童之家,一项医院,这次的研究结果相当乐观。

研究结果表明,传代数越多,培养温度越低,实验性疫苗病毒引发出疹、发热和淋巴结肿大等风疹症状的可能性就越小,病毒寄居于儿童咽喉的可能性就越小,传染给与接种儿童近距离共同生活的未接种儿童的可能性也就越小。

此外,普洛特金的研究进一步证明了,WI-38细胞在制备疫苗中的可靠性和安全性。

即便如此,WI-38细胞制备的疫苗广泛使用,仍然受到不少阻碍。

第十四章:政治和信念

费城,-年

在众多研发、制备风疹疫苗的公司相互角逐过程中,最有实力的当然要属默克公司,其次是生物制品标准部的科学家,保罗·帕克曼和哈利·迈耶。虽然普洛特金的思路和方法是最好的,但是他的疫苗上市的可能性是比较低的,一是资金力量不足,二是审批上市的权力在别人手中。

年底的时候,普洛特金的资金已经快要用尽,而且原来支持他研究的机构已经不打算再出资。普洛特金还需要一年的实验,以确保疫苗百分百可靠,四处寻找资金,四处碰壁,最后费城的史克法公司给了普洛特金微薄的支持,但也勉强继续研究。

自从海弗利克开始劝说人们使用实验室里培养的人胎细胞,说它是制备病毒疫苗的洁净、安全、正常、不致癌的微型工厂,已经过去了六年。欧洲的病毒学家和疫苗生产者差不多六年前就接受了它们。普洛特金用WI-38细胞制备的风疹疫苗,已经过去了三年。但是,仍然没有丝毫迹象表明,他的疫苗或其他任何以WI-38细胞制备的疫苗能够在美国上市。

第十五章:大逃离

费城,年——年6月

就在美国为要不要用WI-38细胞制备疫苗争的不可开交的时候。年英国开始用WI-38细胞生产研发风疹疫苗;年,世界卫生组织出资,让WI-38细胞到达喀尔、蒙得维的亚、香港、开罗和西班牙的疾病检测人员手中,从而扩大WI-38细胞的使用范围。同年,克罗地亚和斯洛文尼亚已经开始大规模、常规地使用WI-38细胞生产的疫苗。

WI-38细胞的名声大振,而海弗利克在威斯塔研究所仍然是个“临时工”。此时海弗利克已经是五个孩子的爸爸,海弗利克需要钱。更重要的是,威斯塔研究所的一把手科普罗夫斯基似乎不认同海弗利克的成绩。事实上是真的不认同,否则九年了,海弗利克还是“临时工”。

于是,海弗利克开始琢磨跳槽。佛蒙特大学邀请海弗利克去他们那里,同时在年8月,萨宾写信给杰出的免疫学家西德尼·拉费尔,推荐海弗利克去斯坦福大学。海弗利克最后选择了斯坦福大学,打算于从年7月1日开始上任斯坦福大学。

科普罗夫斯基虽然看不上海弗利克,但是他非常确在意WI-38细胞,WI-38细胞是科普罗夫斯基的摇钱树。科普罗夫斯基在威斯塔研究所所长任职期间,对研究所进行了豪华的改造和装修,这些费用大多来自国家卫生研究院拔的科研经费。

当海弗利克准备去斯坦福大学的时候,国家卫生研究院对资助准备对这些资助进行回溯性和前瞻性的审计,这意味着科普罗夫斯基可能很快就会欠国家卫生研究院一笔巨款。

当然我们也不能完全责怪科普罗夫斯基,因为他对研究所的改造,有一个建立最好的科研所这样一个目的。

科普罗夫斯基对WI-38细胞“不怀好意”还有一个原因,是为了让自己摆脱寻找资金的烦恼。

年1月18日,海弗利克与查尔斯·布恩等人会议“讨论”(据海弗利克事后回忆,他是被迫参会的,而且没有细胞转交给政府的的协议上签名)WI-38细胞的处置问题。会议最后决定,所有安瓿WI-38细胞,留下20瓶,其余全部转移到美国典型培养物保藏中心。在留下的20瓶中,海弗利克可以带10瓶去斯坦福大学,威斯塔研究所可以留下10瓶。

不久,海弗利克一家人带着10瓶Wi-38细胞迁往加州旧金山湾。

第十六章:掉进熊坑

费城与贝塞斯达,-年

风疹疫苗研发的竞争依然非常激烈,共有四家在研发风疹疫苗。

帕克曼和迈耶的HPV-77鸭疫苗;飞利浦·罗克珊公司用的也是帕克曼和迈耶的HPV-77病毒,不过他们进行了调整,用幼犬肾细胞对其进行过传代培养;日内瓦治疗研究和工业公司的Cendeholl;普洛特金的RA27/3。

普洛特金是这场风疹疫苗研发中的独行科学家,不是因为他个性孤独,而是因为WI-38细胞制备疫苗在美国学界认可度不高。普洛特金只能是孤身一人进行研究,没有庞大的团队,没有实力雄厚的资金支持。

普洛特金仍然需要进一步的数据来说服阻碍者,他甚至给自己的妻子和孩子注射他研发的疫苗,由此可见,他对WI-38细胞制备的疫苗信心十足。事实也证明,WI-38细胞制备的疫苗确实是最好的。

年2月中旬,在马里兰州贝塞斯达的总督府酒店举办了一场晚间招待会。这场大会汇总了科学家们积累的关于四种疫苗的数据。有普洛特金以WI-38细胞培养的RA27/3疫苗。有帕克曼和迈耶的HPV-77疫苗,包括默克公司的鸭胚细胞改良版,以及密苏里州飞利浦·罗克珊公司的狗肾细胞改良版。还有史克法公司的Cendehill疫苗。

四种疫苗中,只有普洛特金的疫苗与非洲绿猴肾细胞没有联系。但它所获的机构支持却是最少的。四种疫苗的接种者总计5万多人,而其中接种注射型普洛特金疫苗的只有人。

接种的结果表明,成年女性接种HPV-77疫苗会出现关节疼痛和关节炎,甚至儿童膝、腕和手都出现了关节炎,有些儿童还患了腕管综合征。但是那名接种了普洛特金疫苗的没有任何不良反应。

年6月,默里的生物制品标准部通过了以鸭胚或狗肾细胞制备的疫苗。年12月飞利浦·罗克珊公司的疫苗上市。

年10月,似乎是为了说明HPV-77疫苗的优越性,国家卫生研究院召开了一场新闻发布会,公布了在一场自然爆发的风疹疫情中HPV-77疫苗的效果不错。国家卫生研究院下属机构国家过敏与传染病研究所疫苗研发部主任丹尼尔·马拉利宣布,在台湾全岛范围的风疹疫情中,接种默克公司疫苗的名儿童中,有1名感染风疹。但是却没有说,接种普洛特金RA27/3疫苗的名儿童中,也只有1名感染风疹。

与美国截然不同的是,在欧洲以WI-38细胞制备的风疹疫苗好评如潮。WI-38风疹疫苗已经在法国和南斯拉夫获批,在英国也正在提交申请,澳大利亚政府的疫苗生产者联邦血清实验室,正忙着安排设备来生产普洛特金的风疹疫苗……

第十七章:细胞战争

加利福尼亚州斯坦福,年6月——年12月

年夏,海弗利克上任斯坦福大学。但是他的住所和实验室正在建设中,所以,一切“从简”。

虽然如此,斯坦福对海弗利克是相当重视的。这一点从海弗利克的实验室中可以看出,玻璃器皿上都贴着定制的标签,海弗利克专属。——用棕色耐久颜料,大号大写字母写的“HAYFLICK”(海弗利克)。

在来斯坦福之前,海弗利克没有搭理年1月的那份协议,他带走了全部第8代的原代WI-38细胞。不久之后,科普罗夫斯基派文森特·克里斯托法洛去斯坦福,想取回协议中威斯塔研究所的10瓶WI-38细胞。然而,海弗利克让克里斯托法洛空手而归。

文森特·克里斯托法洛曾两次去斯坦福,都未能如愿。直到年1月3日,捷克医生帕维尔·科尔多夫斯基从海弗利克那里收到10支原代安瓿,送回了威斯塔研究所。

年年中,海弗利克再次受雇,代表国家卫生研究院为研究细胞老化的生物学家生产、和分发WI-38细胞。

在斯坦福大学的头一年,即年7月到年6月。海弗利克继续向外分发WI-38细胞,他并不觉得这有什么不妥。他给位于伦敦的医学研究委员会寄去27瓶第8代的原代WI-38细胞,给苏联寄去3瓶,给位于萨格勒布的免疫学研究院的疫苗专家德拉戈·伊基克寄送了5或10瓶。他还解冻了11瓶第8代的WI-38细胞,等群体倍增9到12次后,将细胞移入装有营养液的瓶中,寄给科学家们。为了满足对这些“起始培养细胞”的巨大需求,他每4至6周就要解冻一支原代安瓿,他已经这样做了好几年。

海弗利克一直没有亲自给科普罗夫斯基提供WI-38细胞,后来科普罗夫斯基也放弃了索要。

第十八章:生物制品标准部失职

华盛顿特区,年春

年3月,历经十年,海弗利克的WI-38细胞终于得到生物制品标准部的认可,或者更准确的说是得到了罗德里克·默里的被迫许可。一种由辉瑞公司,用WI-38细胞制备的脊髓灰质炎疫苗进入美国市场。

年,J.安东尼·莫里斯联系到生物制品标准部的老科学家亚伯拉罕·里比科夫,两人携手由里比科夫在参议院的发言席上,指控生物制品标准部不称职。里比科夫称:“科学家发现市场上已有的或即将获批的疫苗存在安全性或有效性问题时,生物制品标准部多次终止或忽视科学家的研究。”

国会山组织调查后,默里被“调职”,后来强制退休。年7月,生物制品标准部的名职员调任至食品药品监督管理局,部门也重新命名为“生物制品处”,但是直到年,它的办公地点仍然位于国家卫生研究院的园区内。后来,它成了今天的生物制品评估与研究中心,属于食品药品监督管理局。

虽然辉瑞公司生产的脊髓灰质炎疫苗得到了批准,但是由于辉瑞的疫苗长期缺货,后来被莱德利实验室挤出美国市场。

从年开始,直到年,莱德利实验室用非洲绿猴肾细胞制备的疫苗是美国唯一一种脊髓灰质炎活疫苗。

年,莱德利实验室的活疫又被一种更强效的索尔克灭活脊髓灰质炎疫苗挤出美国市场。

第十九章:突破

宾夕法尼亚州费城与康涅狄格州纽黑文,年9月-年10月

叫多萝西·霍斯特曼年的时候59岁,她是一名儿科医生和疫苗科学家。和普洛特金一样也是个执着的人,一直



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