疫苗快跑
2020-07-30
新冠病毒在全球肆虐,尽快研制出有效疫苗成为全人类迫在眉睫的需求。从病原体研究、基因组测序,到药物试验、疫苗开发,方方面面的科研工作都在加速推进。这是一场与病毒的“赛跑”。
回首历史上人类与病毒的战争,尤其是近代中国疫苗史,更有利于我们了解新冠病毒疫苗研制的故事。
1796年5月14日,英国医生爱德华·詹纳从一名感染牛痘病毒的挤奶工的皮肤病灶里提取样本,将之接种到一个小男孩詹姆斯身上。几天之后,注射部位出现了典型的感染症状。一年之后,詹姆斯注射了天花病毒,却没有感染天花——他获得了免疫力。Vaccine(疫苗)诞生,词源正是来自拉丁文的“vacca(母牛)”。爱德华·詹纳被称作“疫苗之父”。
此前,天花肆虐欧洲,每次暴发就要夺走数十万人的生命。据统计,在过去的2000年里,至少有两亿欧洲人死于天花。天花疫苗的问世改变了这种残酷的状态,人类第一次运用科学手段战胜病毒。
19世纪中叶,法国微生物学家路易斯·巴斯德提出“微生物致病理论”后,细菌性病原疫苗开发进入黄金时代:1879年,霍乱疫苗诞生;1881年,炭疽疫苗诞生;1882年,狂犬病疫苗诞生……在疫苗与病毒的赛跑中,人类从死神手里抢回无数生命。
中国现代意义上的疫苗是先驱们从西方学来的。1919年,中央防疫处成立,中国的疫苗和生物制品事业正式起步。中国制备疫苗的时间比西方晚,条件也跟不上,直到改革开放初期,疫苗研制条件与欧美先进国家相比仍存在“代差”,加上国外的封锁,所需的仪器设备和试剂往往得不到满足。但是中国的疫苗科学家和工程师没有被难倒,他们发挥聪明才智,自力更生,硬是把许多不可能变成了可能,用落后的设备制作出与国际水平难分高下的疫苗,保证了中国的防疫需要。
据有关资料显示,新中国成立后,中国生物技术战线的科学工作者们同卫生防疫战线的同仁们一起,通过免疫手段实现了消灭天花,消除脊髓灰质炎,基本消灭了鼠疫、霍乱,有效控制了其他传染病的发病率。据国家卫健委发布的信息显示:从1978年至2014年,全国麻疹、百日咳、白喉、脊髓灰质炎、结核、破伤风等主要传染病的发病率和死亡率降幅达99%以上。再看下列分类数据:
麻疹,1959年全国报告近1000万病例,死亡近30万,至2017年,发病人数已不到6000例,近30年至少避免了1.17亿人发病、99万人死亡。
乙肝,在实施乙肝疫苗接种以前,全国每年因乙肝病毒感染引起的相关疾病死亡人数约有27万人。1992年以来,随着疫苗的使用,全国约9000万人免受乙肝病毒的感染,5歲以下儿童乙肝病毒携带率从9.7%降至2014年的0.3%。
流脑,20世纪60年代全国流脑发病最高年份曾高达304万例,至2017年,发病人数已低于200例。
乙脑,最高年份报告近20万例,2017年发病数仅千余例。
百日咳,1959和1963年大流行中有近万名儿童死于百日咳,1973年历史最高报告病例有220余万例,至2017年,发病人数已降低至1万例。
天花的历史几乎与人类历史一样长,1961年中国消灭天花,比世界卫生组织宣布全球消灭天花提早了16年。
1994年9月以后,中国再无本土脊髓灰质炎病例,比世卫组织预定的消除脊髓灰质炎的时间大大提前。
白喉,普及儿童计划免疫前,白喉每年可导致数以10万计儿童发病,2006年后,中国已无白喉病例报告。
破伤风,2012年11月,世界卫生组织证实中国已成功消除了孕产妇和新生儿破伤风。
……
有计划的疫苗接种,使中国人民的健康水平有了明显提高,居民平均寿命由解放初期的不到35岁提高到2018年的77岁;婴儿死亡率从解放初期千分之200下降到2018年的千分之6.1。军旅作家江永红曾回忆:
记得小时候,我们村里一半家庭中都有麻子,有的甚至是一屋麻子,父母子女都是麻子。那时候,在我家乡一带,一是麻子多,二是瘸子多。腿不是因为外伤而致残,而是因患了脊髓灰质炎,就是小儿麻痹症。我家隔壁就有一个。如果你出门上趟街,一般都会看到瘸子,有时还不止见到一个。
然而,似乎就在不经意之间,人们突然发现:不知从哪一年开始,中国就很少有人变麻子了,也很少见到因患小儿麻痹症而变成的瘸子了,还有许多让人闻之丧胆的烈性传染病也难得听说了。母亲告诉我:“还是共产党有狠(方言,厉害之意),连麻子都没有了。”
百余年来,特别是新中国成立以来,经几代科学家接力攀登,中国疫苗已跻身于世界第一方阵,部分已经达到世界领先水平。
如今,孩子们从刚出生就接种各种疫苗,避免了常见的传染病。因为发明了疫苗,天花、麻疹、小儿麻痹症……人们如今只能在教科书和电影里看到这些传染病了。我们平常已很难切身体会疫苗的重要性,直到新冠肺炎疫情暴发后。也许只有疫苗,才能最终驱散我们对新冠肺炎的恐惧。
疫苗曾经改变世界,未来,也是如此。
上篇·中国疫苗百年
对瘟疫这个幽灵,数千年来,我们的祖先“例重禳醮行傩,打锣击鼓”,加上中药来驱赶,但没有一个神灵能镇住万恶的“瘟神”,始终摆脱不了“万户萧疏鬼唱歌”的惨状。
1910年底至1911年初哈尔滨鼠疫被扑灭,让中国人第一次见识了科学防疫的巨大威力。伍连德作为清政府任命的东三省防鼠疫全权总医官,仅用67天就阻止了鼠疫的流行。在此次防疫战中,伍连德在中国历史上开了三个先河:第一,开了用现代医学科学防治瘟疫的先河;第二,开了在中国召开世界学术会议(“万国鼠疫大会”)的先河;第三,开了华人科学家担任世界专业学会主席的先河(伍连德被推选为世界鼠疫学会主席)。(详见本刊2019年第12期《“鼠疫斗士”伍连德》)
被迫成立的中央防疫处,研发了两株轰动业界的疫苗
1911年,伍连德在哈尔滨扑灭鼠疫后,在奉天(今沈阳)主持召开“万国鼠疫大会”。这个会议给清政府找了一个“麻烦”:会议以决议的形式敦促清政府:“应该尽一切努力组织一个中央公共卫生部门。”清政府很重视,准备在北京设立京师防疫事务总局,内部拟定伍连德任局长,但很快辛亥革命爆发,清政府灭亡,此议自然作罢。
1912年元旦,孙中山在南京就任临时大总统,3个月后袁世凯取而代之,北洋政府由此开端。这年的11月,建立中央防疫机构的问题被重提,可能因为内务部已经有了卫生司,而卫生司里有一个管公共卫生的部门,此议作罢,但政府批准建立了一个地方性的防疫机构——东三省防疫事务总管理处(东北防疫处),以伍连德为总办兼总医官。
转眼5年过去了。1917年底,绥远、山西发生鼠疫的消息传到北京。这是一条迟到了4个月的消息。早在9月,绥远就已经有人因感染鼠疫而死,但没有人向上报告。直到12月死了3个外国传教士,这才被北京的报纸披露。北洋政府是从报纸上得知这一消息的。1918年元旦,北洋政府召开内阁会议,成立了一个临时性的中央防疫委员会,伍连德被列为委员,被派到第一线。
在这次防疫中,政府作为不大,中外奸商却趁机发了大财。北京的中外报纸特别是外资报纸,大作各类“防疫药水”的广告。防疫的教训很多,最主要的是:政府不作为,没有一个专门的防疫和专事生产疫苗、血清等生物制品的机构,是应对不了大疫的。
因此,绥远鼠疫后,北洋政府突然对成立中央防疫处变得积极起来,不久便成立了由内务部卫生司司长刘道仁、京师传染病医院院长严智钟为正副主任的筹备处,并派俞树棻、韩鈖堂、劉驹贤三人去日本采购显微镜等器械和实验、生产所需材料。
1919年3月,中央防疫处正式成立,刘道仁、严智钟兼任正副处长。成立之初,防疫处虽然设备简陋,但比起国内其他医疗单位来,设备和技术算是最先进的。中国工程院院士赵铠举例说:“当时(北京的)各医院还没有检验科呢,北京一些医院假使有一些临床标本要做些分离,要做些培养啊,就送到天坛的中央防疫处。那时候也就是培养细菌,病毒还没有。”因开始把职能定位为防疫与研发制造免疫制品二合一,中央防疫处成立伊始就成了疫情“灭火队”。
1919年7月,廊坊霍乱流行,蔓延到北京。中央防疫处派第三科科长俞树棻带队赴廊坊组织防治,而京城内由副处长严智钟和公共卫生专家金宝善等人组织防治。痘苗室的工作人员未去现场,杨澄漳负责研制霍乱疫苗,齐长庆给他打下手。当时,工艺非常落后,比如浓度测定没有比浊管,而靠称重量,因此制作的疫苗十分有限,远远没法满足防疫的需要。
有鉴于此,痘苗室必须扩大,增加人手。1920年,由齐长庆主持招考技术生,因当时民众文化水平普遍偏低,小学毕业生即可报考。最后录取高茂生、李严茂等10人。可别小瞧了这批小学生学员,后来他们中如李严茂等为中国生物制品立了大功。
同年10月,东北暴发20世纪第二次鼠疫。北洋政府令伍连德的东北防疫处和中央防疫处共同应对。伍连德的指挥所设在哈尔滨,中央防疫处的指挥所设在长春,开始由俞树棻和金宝善负责,严智钟也赶来坐镇。1911年东三省第一次鼠疫大流行时,长春是遭受感染最严重的城市之一,死了5000多人,仅次于哈尔滨。此次再遇鼠疫,在中央防疫处的协调指导下,中、苏、日三方携手合作,多种举措并用,半年后基本扑灭疫情,因染疫而死亡者仅77人。
长春告捷后,1921年2月,俞树棻又带领程慕颐、杨澄漳、胡洪基转战山东桑园。就是在这里,俞树棻不幸被感染,牺牲在防疫第一线,年仅33岁。
在北洋政府时期,中央防疫处经费受制于洋人,再加上政局长期动荡,处长8年换10任,可谓命运多舛。尽管处境艰难,中央防疫处却在科研上作出了两个长久造福国人、轰动业界的成绩。
第一个是天花病毒“天坛株”。
疫苗生产离不开毒株。因为一般来说(并非全部),患过某种传染病的人痊愈后就会产生抗体,具备对这种病的免疫力。疫苗就是依据这一免疫原理发明的。疫苗生产最关键的一环,就是找到一个好的毒株。从细菌或病毒的携带者身上分离出来的毒株,叫街毒或野毒株,不能用来生产疫苗,否则就等于传播疾病;必须经过传代减毒,直至满足三个条件:既能让人产生抗体,又不会让人致病,还要生命力强能大量繁殖。符合上述条件的减毒株叫作“固定毒”,是疫苗株,能够用于生产疫苗。
1926年2月,位于北京东四牌楼十条胡同的京师传染病医院,住进了一名天花患者刘广胜,25岁,是西北军的士兵。严智钟当时虽然已经辞去了中央防疫处的职务,但与防疫处联系仍然紧密。他注意到,刘广胜身上特别是脸上有成片的疱痂,天花野毒很强,符合采集野毒株的条件。
严智钟知道,中国的牛痘苗,据传最早是在19世纪初由广东人邱熺(字浩川)在澳门从英国医师皮尔逊那里学来的。他把带回的牛痘苗种在牛皮肤上,等出痘后刮取疱浆,对外出售,给人接种。如此反复炮制,在广东共接种了万余人。然后,向北传播,由湘、赣、江、浙……最后到达京、津。见牛痘苗能赚钱,一些医生和兽医,有条件没条件的,都跟着生产起牛痘苗来,到辛亥革命前后几近泛滥。各种产品鱼龙混杂,真伪难辨,且用于生产牛痘苗的毒株来历不明。有鉴于此,中央防疫处想在生产中统一使用来历清楚的毒株,于是在成立次年便从日本引进毒株用于痘苗生产。但无论是广东的不明毒株,还是中央防疫处的日本毒株,都不是中国自己的毒种。
天花病毒在中外固然是一样的,但中国自己的毒株生产出来的疫苗应该更适合中国人。严智钟马上通知了病毒研究专家齐长庆,齐长庆喜出望外,带着助手李严茂立马赶到传染病医院,采集患者带脓的疱痂带回实验室。
天花野毒就在这疱痂之中。天花患者,如果能活下来,一个疱痂就是一个麻子,满脸疱痂就是满脸麻子。早在北宋真宗年代(998-1022年),我们的祖先就懂得用疱痂来免疫,据说是取患者的疱痂,干燥后磨粉,取少许用管子吹到被接种者的鼻子中,以达到免疫目的。但是,此法的安全性全无保证,稍有不慎,就会适得其反,免疫变染疫。因此,必须对野毒株进行减毒。
据《中国生物制品发展史略》记载:齐长庆把“患者带脓的疱痂接种到猴皮肤上,待猴出痘后又转种另一只猴,如此再传一代。之后又将从猴体取得的疱浆接种家兔的皮肤和睾丸,连续传5代,再转种牛犊皮肤上。在牛皮肤上连续传3代。该毒种在牛皮肤第3代时发痘的情况与日本株非常近似。采集第3代牛皮肤上的痘疱作为生产用的毒种,命名为‘天坛株痘苗病毒。以后将此毒种(痘疱)浸泡在60%的甘油中置冰箱保存。每年生产前,取出痘疱加适量生理盐水研磨成匀浆在家兔皮肤上传3-4代,再接种牛犊皮肤经育疱后收取痘疱作为生产用毒种”。
这就是“天坛株”的来历。“天坛株”诞生时,齐长庆30岁。他和助手李严茂当时比生了儿子还高兴,但他们未曾想到,“天坛株”以后的命运会充满传奇色彩,就是这个“天坛株”,为中国消灭天花立下了首功。
接着说狂犬病的“北京株”。主角仍是齐长庆和李严茂。
1931年,北平卫生事务所捕杀了一只疯狗,从其脑中分离出狂犬病病毒。齐长庆跟李严茂把这个病毒接种到兔脑里面去传代,让它减毒。著名医学病毒专家、中国工程院院士赵铠说:“兔脑子接种了狂犬病毒,它是要发病的,发病有个潜伏期,就是接种以后多少天开始发病,跟我们生病一样,这个我们叫潜伏期。在30代以前,潜伏期是很波动的,七八天一直到20几天。到30代以后,比方说31代到50代,潜伏期就稳定了,就是6天。潜伏期稳定了我们就叫它固定毒,这个固定毒就可以拿来做疫苗……这个毒种一直用到1980年。”这个毒株当时被称为“中国株”,后来被定名为“北京株狂犬病固定毒”,简称“北京株”。
盟军中的英美人看不起中国人,可唯独对NEPB高看一眼
抗日战争时期,在昆明的中央防疫处创造了中国生物制品史上的第一个辉煌期。
1938年初,中央防疫处疏散到了湖南长沙。就是在长沙,一个改变中央防疫处命运的人出现了!这个人就是汤飞凡,第一个获得耶鲁大学医学博士学位的中国人,中国现代医学教育的开拓者,曾任湘雅医学院院长和协和医学院副院长,是上海医学院的创办者。
在抗战前线参与救护工作的汤飞凡,受到恩师颜福庆的邀请,来到中央防疫处,不久便担任了处长。当时,日本人的飞机差不多天天都来轰炸,长沙也不是久留之地。重庆政府一分钱也没有给,搬迁没有经费怎么办?卫生署指示说:“现在是非常时期,政府拿不出钱来。搬迁费用,你们自筹。可以把设备卖掉,人员可大部遣散。”这等于是让防疫处先散伙,到昆明以后再重打锣鼓另开张。
防疫处全体人员开会,大家听说人员要遣散,顿时炸开了锅,汤飞凡把手一挥,说:“我不会照搬这个指示。所有人员,只要愿意留下的,一律前往昆明,不愿去的发给遣散费。”
1938年11月12日夜,在日军抵达距长沙约100公里的地方时,按照“焦土抗戰”计划,当晚张治中下令在长沙放火,但因为火势失去控制,一夜间烧掉了长沙90%以上的房屋,烧死了3万余人,史称“文夕大火”。此时,离中央防疫处撤离才一周多时间。留守长沙的两人仅从大火中抢出一台锅炉,历尽艰辛设法运到了昆明。他俩说:“幸亏汤处长决策果断,要拖一下,后果不堪设想。”
到昆明时,中央防疫处的账上总共只有200大洋。怎么办?找“云南王”龙云。在龙云等人的帮助下,汤飞凡从昆华医院借到部分房舍,人员可以暂时安顿下来;又从惠滇银行贷到了一小笔款,作为本钱,进行牛痘苗和破伤风类毒素的生产。
1942年,在中国战区作战的盟军中,发生了一件让人始料不及的事:美国大兵明明都接种了牛痘苗,可不少人仍然染上天花。调查表明,他们种痘后未曾发痘,故身上没有产生天花抗体,因此,牛痘苗的质量值得怀疑。这些牛痘苗来自哪里呢?印度。本来,盟军所用的药品包括疫苗都是不远万里从英、美运来的,但牛痘苗因无法长途运输,只好从印度采购。在英、美眼里,当时印度虽然落后,但与中国相比,其疫苗生产水平更高。
等到印度的牛痘苗出了问题,盟军才想起中国。从痘苗和疫苗生产来说,1942年的中国已不是1940年以前的中国了。自中央防疫处在云南高峣重建之后,汤飞凡抓的第一件大事就是抓规范和检定。他设立了检定室,让留美归来的魏曦当主任,对所有产品进行质量监督和控制;设立培养基室和消毒室,统一供应实验用培养基和消毒器材;设立动物室,并分设菌苗、疫苗和血清室。
处里得到了来自哈佛金研究所的印度毒种,汤飞凡指示朱既明和李严茂将“天坛株”与印度株进行对比研究。严谨的科学数据表明:用“天坛株”制造的痘苗效果高于印度株,发痘率要高得多,但是接种后的局部反应比印度株要严重。利弊清楚了,下一步的工作就是减少副反应。副反应不是来自“天坛株”,而是来自生产过程中掺杂进来的各种杂质。
由于建立了检定制度,科研、生产的每一步都要经过检定,汤飞凡还要亲自检定终极产品,检定通不过就得从头再来。如此抓规范管理,抓质量检定,产品的品牌效应出来了,不仅受到中国军民的欢迎,而且引起了盟军卫生部门的重视,他们派军医官到昆明中央防疫处来考察。他们比较了中国和印度痘苗的优劣,然后又跟踪了整个痘苗生产过程,当场拍板采购汤飞凡的痘苗给盟军官兵接种。他们还考察了中央防疫处其他疫苗的生产和质量管理体系,最后决定,其他疫苗如狂犬病疫苗、破伤风类毒素、斑疹伤寒疫苗等也用昆明生产的,不再不远万里从西半球运过来。
盟军使用的痘苗和疫苗的包装上都印着中国中央防疫处的英文缩写NEPB,它的国际威望就这样打响了。
20世纪40年代的“神药”青霉素是英国人弗莱明无意中发现的,1941年,两位科学家弗洛里和钱恩找到了提纯的方法并很快用于临床。青霉素的价格高得惊人,甚至贵过黄金。那时青霉素在中国叫“盘尼西林”,因为全靠进口,进价不菲,进口商再加价,一根金条都很难买到一盒盘尼西林。这狠狠刺痛了汤飞凡的心!当时,无论是抗战前方还是后方,许多人都等着用青霉素救命,可仅靠进口,价格奇高,数量奇少,根本用不到普通人身上。
“中国人一定要自己生产出青霉素。”汤飞凡下了决心,让朱既明和黄有为两人负责,发动全处人员寻找青霉素菌种。朱既明毕业于上海医学院,本在搬到昆明的母校当助教,被汤飞凡挖了过来;黄有为是美国檀香山的华侨,是回国支援抗战的。
找到青霉素菌株不易,提取出青霉素更难。西方人虽然发表了不少这方面的论文,但从不涉足如何能找到、如何分离点青霉和黄青霉,对生产、提纯的方法,更是守口如瓶。对此,美、英当作军事秘密,各大药企之间也严加防范,这不仅是科技机密,更是商业机密。
防疫处的人发疯似的到处找青霉,大家只要发现哪儿有一点绿毛菌,就急忙给朱既明和黄有为送去检验,可惜,要么没有用,要么分离出来不理想。眼看没戏了,但天无绝人之路,据赵铠院士回忆说:
飞凡叫朱既明跟黄有为来研究这个抗菌素。弄了几十株分离了以后,都不太理想,后来怎么成功的呢?我是听卢锦汉讲的,当时卢锦汉相当于做朱既明的助手,他们住一个屋子。说那一天搞卫生,把床底下的鞋啊、脏乱的东西都拿出来,在外面晒,有一双皮鞋在那里晒。汤飞凡过来了,说你们在搞卫生,他来看看,一看皮鞋上长的霉,有点像青霉菌,带点色的,就叫朱既明和黄有为从这双皮鞋上的霉菌中分离,果然分离成功了。分离成功以后就做纯化、培养、提纯,等等,做成了青霉素。“二战”时期青霉素是很紧张的,我们经常看电影,新四军、八路军都派人到日伪区偷偷地弄盘尼西林,往解放区那里运……
青霉素的菌株就是从卢锦汉的皮鞋上分离出来的。但成功分离菌株只等于有了种子,离丰收还很远。比如菌株的生长需要什么样的“土壤”“气候”“肥料”?该如何“播种”“管理”“收获”?开始他们用培育其他菌苗的办法试验,青霉却根本不吃这一套。反复试验摸索,发现青霉看似普通,室内室外到处发霉,其实非常“娇气”,要伺候它不容易:适合它生长的温度为24摄氏度,低了高了都不行;它对通气有特殊要求,需要有足够的氧气;只能生长在液体的表面,所以只好用扁玻璃瓶和大底三角瓶来培育……解决了重重难题,合格的青霉素终于被培育出来,只是浓度还不够理想。这是1942年的事,比西方才晚了一年多。
1943年,美、英对青霉素菌株的管制有所放松。汤飞凡去印度访问,带回了10株青霉素菌株。中华血站的樊庆笙从美国回来,也带回一对菌株。汤飞凡让他们对所有菌株做对比研究,选出一个最好的用于生产。对比的结果是,洋菌株都败给了从卢锦汉的皮鞋上分离的菌株,该菌株自此成为中央防疫处青霉素的生产株。朱既明和樊庆笙摸清了青霉素对酸碱的化学特征,用化学的方法使之纯化和浓缩,达到了每毫升2万至5万牛津单位,与美国的同类产品不相上下。
制作青霉素的过程,十分艰辛。据生物制品专家、原北京生物制品研究所研究员刘隽湘回忆:
一天夜里,汤飞凡从睡梦中惊醒,听到尖锐的嗞嗞声,马上意识到是锅炉(出了问题)!他穿着睡衣来不及找鞋,来不及去开几道房门,光着脚就从卧室的窗户跳了出去。他跑到锅炉房发现锅炉已快烧干。他赶快撤掉炉膛里的火,用水浇灭余烬,锅炉才没有爆炸。
回收旧琼脂,黄有为和沈鼎鸿做了几十次各式各样的试验,才找到一种方法,还得证明用回收琼脂制造的培养基上的各种细菌仍能生长良好。只有进行大批回收时,他们才用破船和湖水进行透析,而透析只不过是回收过程中的一个步骤。说到制造青霉素,更是屡遭挫折才获得成功。
关于“从自己养的猪里取胃酶”的事,这里有必要再补充一下。因为战时一切都供应紧张,防疫处试验、生产所需的胃酶常常断供。从自己养的猪里取胃酶乃迫不得已。防疫处怎么养起猪来了呢?其实也是出于无奈,初衷是为了改善生活,并非为了取胃酶。抗战时期昆明一下从内地来了许多人,造成物价飞涨,单身汉还扛得住,拖家带口的日子就难熬了。防疫处的兽医叫周朝瑞,香港人,岭南大学畜牧兽医系的毕业生。见大家生活困难,他向汤飞凡建议:由处里给各户贷一小笔款做本钱,自己动手养鸡、养猪、种菜,他愿作技术指导。汤飞凡依计而行,汤夫人何琏带头养鸡、养猪、种菜还种康乃馨等鲜花。如此一来,蔬菜、鸡蛋、猪肉很快做到了自给有足,每到周日,处里派一条小船渡过滇池去昆明,让家属带上富余的农产品去街上摆摊,等于又增加了一笔收入。猪养多了,这才有了从猪里取胃酶的应急之举。
当年防疫处困难重重,缺钱缺物,制造出青霉素后,可算抱了一个大金娃娃。汤飞凡却没有借机发财,而以一元一支的价格供应急需的军民。
抗战时期,盟军中的英美人非常高傲,看不起中国人,甚至对盟军中国战区的总司令蒋介石也不客气,可唯独对NEPB高看一眼。痘苗用NEPB的,疫苗用NEPB的,青霉素也用NEPB的。陈纳德的飞虎队,指定NEPB为其化验单位。在传染病方面遇到难题之后,盟军也要找NEPB帮忙。
1945年,在滇缅边境战场上,盟军中流行一种疑似斑疹伤寒的传染病,因发热的原因不明,只好根据其不定时发热的特点,命名为“不时热”。鉴于“不时热”已造成严重的非战斗减员,一个以美国哈佛大学医学院教授为主的擅长防治斑疹伤寒的专家团队前來考察,可惜仍未找到病因。怎么办?看中国的NEPB有办法没有。
汤飞凡派自己的得意门生魏曦前往支援,不到一天就找到病因,经化验分析后判定,“不时热”其实是一种恙虫病,立克次体(一种特殊病原菌)血症。病因找到了,经对症治疗和采取防范恙螨的措施之后,“不时热”被控制。
除青霉素外,中央防疫处还研制出中国第一个斑疹伤寒疫苗、首次在中国发现了黄疸型钩端螺旋体、发明了用猪肚消化液代替进口蛋白胨的“黄氏培养基”,等等。昆明中央防疫处人才济济,创造出中国生物制品发展的第一个高峰期。朱既明、魏曦、刘隽湘等人,后来都成为新中国生物制品行业的顶梁柱。
解放区的疫苗故事
1945年8月15日,离昆明郊区高峣中央防疫处不远的美军驻扎的龙头村方向,突然响起急促的枪声,升起各种颜色的信号弹。怎么了?汤飞凡办公室的电话铃声响起,盟军中的美国军医在电话中告诉他一个天大的好消息:“日本投降了!”
中央防疫处沸腾了!昆明沸腾了!汤飞凡宣布放假,当晚在他家举行酒会,庆祝这一伟大的时刻。人太多,家里坐不下,庆祝会改在室外草坪上进行。中央防疫处从1935年迁出北平,到此时已整整10年了。
此后,中央防疫处不可能再放在昆明,去哪儿?卫生署让汤飞凡在三个城市中选择:南京、上海、北平。汤飞凡选择了北平。
1946年,中央防疫处更名为中央防疫实验处,英文缩写由“NEPB”改为“NVSI”。这一年的6月以前,“军事调停执行部”中共代表团的苏井观在著名美籍医生马海德的陪同下,不止一次地来找汤飞凡买疫苗和血清,汤飞凡每次都是有求必应。特别是在华北解放区的张家口一带发生天花流行时,苏井观希望紧急采购10万支牛痘苗。汤飞凡和沈鼎鸿一起带着员工昼夜赶制,保证了按时交货。事后,中共代表团专门送来感谢信。
这一年,中央防疫实验处在天坛原址上建起了一栋两层实验楼,一座青霉素生产车间,两栋马厩,一栋牛舍,另有七八栋小宿舍。
中国生物制品行业的源头是中央防疫处。但汇集到中国生物制品行业这条大河中的支流还有许多,其中就有各个解放区的生物制品机构。它们在国内外敌人的严密封锁下,演绎出我们今日不可想象的传奇故事,成为中国生物精神的一个重要来源。
早在1933年,红军取得第四次反“围剿”战役胜利后,即制订了《军委暂定传染病预防条例》,但那时主要措施还是加强公共卫生、隔离治疗等,没有条件接种疫苗。人民军队在防疫上用上自己生产的生物制品是从延安开始的(有人说汤飞凡在昆明生产的疫苗部分发往陕甘宁边区,待考证)。
据《中国生物制品发展史略》记载:“抗战时期条件十分艰苦,陕甘宁边区在延安中国医大曾利用牛痘苗作为毒种,试制出约30-40万人份的痘苗为边区人民和八路军各部队预防天花之用。同时期中共中央即决定在解放区建立药厂。”延安中国医大的这批痘苗,开了解放区制造生物制品的头。
1945年,军委总卫生部部长苏井观、副部长傅连暲责成卫生部保健科长李志中牵头,以兽医姜恒明为顾问,组织血清疫苗的制备工作。
1946年1月,东北民主联军进驻长春,接管长春卫生技术厂(伪满大陆科学院下辖的厚生研究院的前身)。4月,发生四平战斗,共产党的机关部队在向北撤退时,没有忘记带上卫生技术厂。厂里的日本专家、工作人员以及仪器设备、毒种、试剂等,统统装上火车,先是到了哈尔滨,觉得还不安全,继续撤到了佳木斯。在沈阳接管的武田制药厂(东北制药厂前身之一)等7家药厂也撤退到了这里,于是几家合并,成立东北卫生技术厂。由汪为任政委,洪引、郑彪任厂长,张贺、吴伟任副厂长。厂设4个科,第一科就是卫生技术科,制造疫苗、血清。
该卫生技术厂成为解放军从敌人手里夺来的第一家生物制品厂。从在长春接管卫生技术厂开始,汪为等人就开始面向社会招工,相当于招技术兵,因为要制造生物制品。原长春生物制品研究所所长、研究员张权一就是那次招工被录取的。他回忆说:
这个厂招工时,按伪满的学制我是当年的毕业生,它是4年制,但按中国学制我是高二学生,于是就被编到高中二年级继续学习。因为身处战争年代,学校动员学生参军,咱们所(卫生技术厂)也到学校去招,我就报名参军了。我参军就直接进入这个厂,8月4日参加的,9月1日开工典礼。
那时社会上疫病流行很激烈,很严重,譬如霍乱、伤寒、鼠疫,这些病很多,这些病死亡率都很高,当时我们很紧张……前线最需要的是裹伤包,伤员受伤以后马上要包扎。我们业余的时候,晚上或者早晨起来就赶紧去做裹伤包。主要时间还是生产霍乱、伤寒疫苗、白喉抗毒素等。一个日本人,叫荐胜征,带我做霍乱菌苗。
一个日本“师傅”带两三个中国“徒弟”,是当时的生产组合和人才培训方式。规定日本技术人员什么时候把中国学生教会了,什么时候放他们回国。
原兰州生物制品研究所所长、研究员王成怀也有类似回忆。他是日本投降后进入大连卫生研究所的第一个中国大学生,当时旅顺、大连由苏联接管。据王成怀回忆:
1946年我刚进所时,就管细菌毒素、抗毒素、类毒素这“三素”。那时候没有什么职务称呼,一进去时叫技士。所里有血清科、痘苗科、鼠疫科、细菌科、化学科、检定科、病毒科,这些科长大多是日本人。我的血清科长是老前辈贞子宪治(后来被共产党“偷”运到佳木斯的东北卫生技术处)。这个期间,他们确实对我比较好,日本人很着急让我多学一些快学一些东西,他们是想带出我他们就好回国。
1947年1月15日,中共旅大地委(原大连市委)派廖鉴亭、陈真接收日本大连卫生研究所,该所恢复科研生产,支援解放战争。最先恢复生产的是霍乱、伤寒和鼠疫疫苗。
1948年长春第二次解放后,东北卫生技术厂接管了国民党占领长春期间设立的东北生物制品实验所,佳木斯厂于1949年搬回长春,东北军区将其移交东北人民政府,成为后来卫生部长春生物制品研究所的源头。
在新中国成立前夕,生物制品行业的科学家面临三个选择:出国、去台湾、留在大陆,但以汤飞凡为代表的先辈们几乎都选择留在大陆,跟共产党一起建设新中国。
1949年1月31日,北平和平解放。9天后,中央防疫實验处由军管会接管,名字去掉“实验”二字,包括中央防疫实验处在内的所有员工全部留用。这一年,汤飞凡52岁,他决心带着大家大干一场。
历史上有“民国三大防疫处”,指的是直属国民政府卫生署的中央防疫处,兰州的西北防疫处和归绥(今呼和浩特)的蒙绥防疫处。但蒙绥防疫处在抗战时期被并入西北兽疫防治处,划归农林部领导。
原兰州生物制品研究所研究员董树林说:“1949年8月26日兰州解放。解放前,西北防疫处的领导和职工反抗马步芳的命令,拒绝随军撤退迁往青海。由于齐长庆(民国时期的西北防疫处末任处长)组织了职工进行护厂,将生产用的菌、毒种、贵重仪器等运往兰州大学地下室防空洞内,保存完好无损。兰州解放后,西北防疫处回到人民怀抱,解放军代表进驻防疫处接管后,三日内即开始恢复生产,齐长庆与张慧卿等技术人员以及全所职工护厂有功。他们生产的产品随即被运送到解放战争前线。”
西北防疫处前后共四任处长,除兽医杨守坤在1949年9月接受了国民党军政部委任的职务去了台湾之外,其余人如陈宗贤、杨永年、齐长庆都留在大陆。
新中国刚成立时,鼠疫疫苗与病毒的赛跑拉开了序幕
1949年7月中旬,察哈尔盟(旧盟名,盟府在今锡林郭勒盟正镶白旗)租银地的前因土村,先后有4个人突然得病,症状为高烧,打寒战,淋巴肿胀、剧痛,其中1人症状较轻,熬了一段时间自愈了;另外3人却越来越严重,全身出血,昏迷,于7月20日死亡。当时,牧民不知是什么病,没有上报。有个商人经停前因土村后前往察汉崩崩村,第二天就死了。大家都不知道死者姓甚名谁,何方人士,因是无主尸体,故无人掩埋。不料这具尸体成了鼠疫的传染源,村里两天之内就有人死亡,到10月初,竟一天之中死了6人。
后来相关部门调查疫病源头,方知他们感染的是腺鼠疫。很快,疫情升级,从腺鼠疫变成了更为凶险的肺鼠疫。这下村民害怕了,纷纷外逃以躲避灾异,疫情因此对外扩散。察汉崩崩村的赵银虎两口带着女儿逃到了40里外的营子村,虽然只住了一晚上就被村干部劝走了,但营子村已是在劫难逃,11天就接连死了6个人。赵银虎从营子村被劝走后,跑到康保县北沙城村找熟人孙永福,刚吃了一顿饭,村干部就来劝他赶快离开。孙永福雇来一辆马车,亲自送赵银虎一家回察汉崩崩村,还没到家,赵女死于半道。而孙永福一回北沙村就发了病,10天之内,一家七口死得一个不剩。
10月26日,疫情传到省会张家口时,被省委发现,省委当即向中央报告。张家口的疫情也是来自察汉崩崩村。有个叫郭振德的去了一趟该村,回来就发了病,一家四口,就儿子郭万锁一个人被救活。
张家口离首都北京不过200公里,对鼠疫的传播来说,这点距离不过咫尺之间。疫情急如火,惊动了毛泽东。毛泽东立即指示周恩来连夜召开中央人民政府政务院紧急会议。会议决定组成中央防疫委员会,由政务院副总理董必武任主任委员,下设办公室、封锁处、防疫处、宣传处、秘书处。根据东北解放区防治鼠疫的成功经验,决定自10月28日开始采取紧急措施,包括严密封锁交通,加强疫区的防疫防治力量,紧急调动医疗、防疫队伍和药品赶赴疫区等。
同日,华北人民政府、华北军区发布了《防疫命令》,其中一条为:“凡发生鼠疫患者地区,一律封锁10至14日,如在此期间未发生新患者,可解除封锁,但仍须在防疫人员检验后认可放行。”
隔离只能阻挡疫情的传播,但最后扑灭疫情必须要靠疫苗。
疫苗在哪里呢?当时的中央防疫委员会可谓手中空空,毛泽东向斯大林求援的疫苗还没运到,从东北紧急调拨的疫苗正在运输途中,火急火燎的卫生部副部长贺诚当面对天坛防疫处处长汤飞凡交代任务——为满足防疫需要,务必尽快生产出100万份鼠疫疫苗。鼠疫疫苗与病毒的赛跑,拉开了序幕。
在过去,长春卫生实验所在日本专家的传授下生产过鼠疫疫苗,原中央防疫处虽也曾生产过,但还没有取得完整的经验。所以,汤飞凡提出先赶制鼠疫死疫苗,认为这样比较保险,但贺诚表示反对。理由是:虽然死疫苗用在人身上比较保险,但因为生产死疫苗用的是鼠疫强毒菌,万一泄漏,在北京那可是不得了的大事,弄不好北京就成了疫区。因此他要求一定要生产无毒鼠疫菌苗,即减毒活疫苗。
担子很重,汤飞凡对贺诚说,他手中有从国际上得到的两个鼠疫无毒菌株,第一个是“欧藤”,第二个是“E.V”。两相比较,“E.V”是当时国际上认为最安全的菌株,所以决定采用“E.V”生产无毒疫苗,得到贺诚的首肯。
即使是国际公认最安全的菌株,按照疫苗生产的程序,也必须经过试验并通过检验之后才能投入生产。但如果按常规走程序就可能赶不上这次防疫的需要,因此汤飞凡大胆决定试验与生产同时进行,他让陈正仁负责疫苗生产,自己亲自与刘隽湘一起做试验。当时没有隔离实验室,汤飞凡把一间墙壁和地面都贴了瓷砖的厕所进行改造,将所有的窗户封死,装上安全门,找来几口大水缸,缸底放着石碳酸,石碳酸上面架着老鼠笼子。小白鼠虽然事先经过消毒灭蚤,但怕万一灭蚤不干净,所以把小白鼠放在大水缸里,以保证老鼠身上可能残存的跳蚤跳不出缸来。
只有汤飞凡和刘隽湘两个人可以进入实验室。他们都穿着防护服,戴着口罩和眼镜,但即使采取了再严密不过的防护措施,如果操作不慎,也有感染的可能。而一旦感染,后果将非常严重。
实验的第一步是给小白鼠注射“E.V”活疫苗。这一步没有什么危险,因为疫苗就是准备给人注射的,不过,尽管“E.V”是国际公认的安全株,但在中国还没有得到检验,所以必须谨慎从事。最危险的是实验的第二步,即在已经注射了活疫苗的小白鼠身上注射强毒鼠疫菌(“攻击毒”),毒力达到几十个细菌就足以毒死一只小白鼠。汤飞凡和刘隽湘一人按着小白鼠,一人给小白鼠注射强毒鼠疫菌,然后安静地等待小白鼠的反应,一天一天地抽血化验,如果整个潜伏期的化验结果都是阴性,就能证明活疫苗确实具有免疫功能。在这个过程中,每一刻都充满了危险。所幸最终实验成功,适用于人体的鼠疫疫苗很快进入了批量生产程序。
随着苏联疫苗和东北疫苗的运到和天坛疫苗的超额生产,察哈尔疫区及相邻地区的人民都享受到了注射疫苗的福利。据统计,当时张家口市共有人口16.4万人,除因身体原因不能注射者外,共有13万人注射了疫苗;当时北京市总人口1998756人,共有2057997人注射了疫苗。打疫苗的人怎么比市民总数多出了59241人?因为除北京市人口外还有外地来京人口,在封锁后不能离京。北京市防疫委员会当时命令:“对其他地区來京的乘客不论具有何种身份,应一律接受鼠疫检疫预防注射”,5万多人就是这么多出来的。
12月初,中央防疫委员会宣布察哈尔省鼠疫已被彻底扑灭。这是新中国成立以来的防疫第一战,取得圆满胜利。从10月底接到察哈尔省的疫情报告到12月初宣布彻底扑灭,仅用了一个月零几天。
在鼠疫扑灭后,毛泽东指示刚刚成立的中央人民政府卫生部必须大力加强卫生防疫工作的组织和领导。
1950年1月,卫生部根据毛泽东的指示和疫情调查情况,首先展开了对结核病的预防工作。同年8月,中央人民政府卫生部与中央军委卫生部联合召开第一届全国卫生工作会议。毛泽东为大会题词:“团结新老中西各部分医药卫生人员,组成巩固的统一战线,为开展伟大的人民卫生工作而奋斗。”9月,在政务院第49次政务会议上,时任国家卫生部部长的李德全报告说,当时“全国全人口的发病数累计每年约1.4亿人,死亡率达30‰以上,其中半数以上是死于可以预防的传染病,如鼠疫、霍乱、麻疹、天花、伤寒、痢疾、斑疹伤寒、回归热等危害最大的疾病,而黑热病、血吸虫病、疟疾、麻风、性病等也大大侵害着人民的健康”。
1951年4月11日至23日,卫生部在北京召开全国第一届卫生防疫工作会议,提出卫生防疫工作要以危害人民最大的鼠疫、霍乱、天花等19种传染病为重点,并制定了对上述传染病的防治方案和《法定传染病管理条例草案》以及若干防疫工作具体办法。
中国生物制品事业发展的第二个高峰期
1953年1月26日政务院召开的第167次政务会议,通过了卫生部关于加强卫生防疫工作的建议,决定将生物制品作为由国家供应的一类特殊非商品化的药品,由政府统筹全国的生物制品制造、研究、供应,由国家投资扩建和筹建长春、北京、兰州、成都、武汉、上海六大卫生部直属的生物制品试验所(后改稱研究所,所长分别是汪为、汤飞凡、齐长庆、张贺、杨永年、陈宗贤),专门从事传染病的调查预防以及所需防疫制品的研究与生产。
六大生物制品研究所的建立,标志着新中国在疫苗等生物制品的研发和生产上有了“国家队”、主力军。
此前不久,美国在朝鲜战场和中国东北地区发动细菌战,引起全世界的公愤。中国医学科学家陈文贵、魏曦等在朝鲜搜集到美军空投的昆虫标本等细菌战的铁证,分离出了鼠疫杆菌和霍乱菌等,得到瑞典、瑞士等几个国家代表团的公认。中国在维也纳召开的世界和平大会上向全世界揭露了美军的罪行。以反细菌战为契机,中国广泛开展了爱国卫生运动。
斑疹伤寒被列为这一运动的主攻对象之一。1953年,卫生部在大连举办苏联生物制品法规学习班。具体到疫苗,第一个就是斑疹伤寒。
生产斑疹伤寒疫苗,苏联法规是用鼠肺,“给小白鼠滴鼻子,吸到肺里,感染后把肺取出来,经过提纯做成疫苗。用这种方法制备出来的疫苗标准不一,免疫性能较差。苏联的方法简单来说就是对生产疫苗用的毒株定期通过虱鼠交替传代……最大的问题在于:虱鼠交替传代的虱子从何而来?不解决喂虱子的问题,就制作不出高质量的斑疹伤寒疫苗”。据研究员赵永林回忆:
通过虱子来传代,要人虱。在旧社会虱子很多,当时卫生条件很差,但是这种虱子只吸人血。所以当时大连所就用人来喂养这个虱子。在铝盒里加一层绻布,当中一个绒垫。把虱子放在绒布上,通过绻布捆在腿上来喂。这个事情很不方便,做斑疹伤寒的人还不能喂,因为做斑疹伤寒的人都有了免疫力。只有找易感染的,没有免疫力的人来喂,主要是财务人员等,会计坐在那儿不动,绑在腿上,都是无偿地喂。当然感染了的虱子那就由做斑疹伤寒的人来喂,我也喂过,非常痛苦。喂那么多虱子不好受,一个盒子装几百只上千只都是可能的,绒垫上满满的,咬完后皮肤局部红肿,有的也过敏,红肿,很大一块。
用人喂虱子毕竟不是长久之计。魏曦教授想了一个办法,把虱子驯化,使它从专门吸人血逐步地变成吸兔血。刚开始让虱子吸兔血,虱子全部死了。后来把兔血与人血按比例逐步改变。先是人血多,兔血少;下一步逐步等量,慢慢地变成兔血为主,以后就不用人血,把它驯化成能吸兔血的兔化虱了。可以用兔子来喂养虱子了,就解除了人喂虱子的痛苦。但开始皮膜还得用人的,把兔血拿来后摆在盒子里,上面蒙上人的皮膜,虱子叮在人皮膜上吸兔血。夏天,大连人去海边游泳,晒太阳厉害了,洗澡时会掉一层皮,就把这层皮揭下来用,但这很不方便……后来魏曦教授把这个问题也解决了。把兔子毛剃干净以后把虱子摆在上面喂养,获得成功,解决这个实际问题有很大的意义。后来成都所也用这个办法。
兔化虱的驯化成功,彻底解决了虱子的来源问题,为斑疹伤寒疫苗的大规模生产创造了条件。1955年,各生物制品研究所均用兔化虱传代生产斑疹伤寒精制活疫苗。北京生物制品研究所用之接种了40名与斑疹伤寒病原经常密切接触者,经两年观察无一人感染。
对中国斑疹伤寒疫苗作出了重大贡献的还有著名立克次体专家、原北京生物制品研究所斑疹伤寒研究室主任赵树萱。1956年1月,他和助手从兰州一名男性斑疹伤寒患者身上,分离出一株普氏立克次体。
此后,赵树萱花了近两年的时间:先将感染了斑疹伤寒的幼虱的肠子取出来研磨,加入适量健康人的血液,装入特制的人工皮膜喂虱盒中进行幼虱感染,取三代幼虱的肠做虱鼠交替传代,经小鼠肺连续传五代,再重新传回幼虱,选取含立克次体丰富又没有杂菌感染的作为毒株,再循环进行,通过虱鼠交替传代16次。16代幼虱,每一代幼虱要传5代小鼠,每一代都必须能让小鼠规律性发病。如此这般之后,终于使发育性立克次体成为典型的立克次体,即可用于生产的固定毒。经过体虱感染试验及感染动物的血清血检查等多项国家检定,均证明为典型的普氏立克次体,被命名为“兰株”。
“兰株”是名副其实的中国株,它不仅与苏联株具有同等的免疫原性,而且经16代虱鼠交替传代,提高了鼠肺的毒力和虱型、蚤型斑疹伤寒交叉免疫原性,因而能同时预防流行性斑疹伤寒和地方性斑疹伤寒。从1958年起,“兰株”被作为生产斑疹伤寒疫苗的毒株。
斑疹伤寒疫苗重点用于流行区的人群,不分男女老少,疫苗的保护期为一年左右。随着疫苗在流行区的接种和爱国卫生运动的开展,斑疹伤寒的发病率逐年下降,到20世纪60年代初只需疫苗20万份了。1965年发病率为2.91/10万,1975年为0.63/10万,1990年为0.31/10万……因为发病率明显降低,1966年以后斑疹伤寒疫苗仅由兰州、成都两个生物制品研究所生产,1986年只有兰州生物制品研究所一家生产。
从新中国成立到1966年,是中国生物制品事业发展的第二个高峰期。其间:
1952年,在大兴安岭森林的工人中暴发森林脑炎。当时苏联已有森林脑炎疫苗,为尽快在中国制造出这种疫苗,最便捷的办法是引进仿制,于是中国便从苏联引进了一个森林脑炎毒株,叫“森中株”。与此同时,长春生物制品研究所也抓紧分离自己的地方株。经过十多年的研究、改进,到1969年,中国森林脑炎疫苗全部采用地鼠肾细胞培养生产,技术趋于成熟,副反应降到了最低限度。森林脑炎疫苗生产接种以来,发病率逐年下降,1952年发病率为3.16/10万,1953-1962年为1.21-0.18/10万,1963-1972年为0.98-0.36/10万,1973年以后为0.09-0.04/10万,森林脑炎基本消除。
1956年4月,世界上第一株沙眼病毒在北京生物制品研究所汤飞凡的实验室分离出来。动物试验做完了,该做人体试验了,汤飞凡决定自己上。研究员李一飞回忆说:“他不让我们上,他亲自上,产生了典型的沙眼症状,就是眼睛流泪,磨得发红,有呲麻糊那个,眼睛红丝、白的呲麻糊,那很典型的……凡是有危险性的实验,他都要亲自做,做了没有问题了,他再让我们去做。”
汤飞凡用自己的眼睛做试验后,一锤定音,结束了60多年来世界上关于沙眼病原的争论。1957年,汤飞凡的相关论文发表,在国际上引起轰动。1973年,WHO(世界卫生组织)正式将沙眼病毒定名为“衣原体”,过去人们把沙眼病毒称为“汤病毒”,从此改称“汤衣原体”。《微生物分离手册》正式增加了衣原体目,汤飞凡被业界誉为“衣原体之父”。
自1950年10月7日政务院发出《关于秋季种痘运动的指示》,要求全国实施免费种痘,到1961年3月消灭天花,中国仅用约10年半的时间(1951年中检所成立之后召开了第一次生物制品工作会议,规定痘苗生产一律使用“天坛株”)。1958年WHO在全球推行扑灭天花计划,到1977年消灭天花,用了19年。
1955年,脊灰在中国江苏南通暴发,在党中央、国务院的部署下,消除脊灰的防疫战自此打响。一群当时还是年轻人的生物制品工作者挑起了研制脊灰疫苗的重担,他们先后研制出五代疫苗,为消除脊灰提供了充足的“武器弹药”。1994年9月以后,中国再无本土野病毒感染的脊灰病例,消除了脊灰。这是继消灭天花之后,我国防疫史上又一个漂亮的歼灭战。(详见本刊2019年第8期《顾方舟:为一大事来,做一大事去》)
1958年,一种病因不明的“察布查尔病”在新疆暴发,事后查明是肉毒素中毒事件。1959年,兰州生物制品研究所病毒研究专家王成懷研制出A、B两型的诊断血清和治疗血清以供急需。1964年,该所研制成功A型、B型、E型、F型四联肉毒类毒素,经人体接种观察,证明安全性和免疫原性都很好,紧接着又分别研制出A-E型肉毒诊断血清和治疗血清。到1976年,兰州生物制品研究所已经能制造出肉毒中毒诊断、预防治疗的配套产品,至此,中国已具备对付肉毒中毒的全套办法。
1959年,麻疹发病率极高,全国报告近1000万病例,死亡近30万人。但麻疹疫苗的研制非常艰难,在这场世界范围的麻疹疫苗攻坚战中,中国科学家不落人后,在20世纪50年代末制作出应急用麻疹死疫苗,于1963年研制成功麻疹活疫苗并进行试生产,与世界先进水平同步;1965年正式生产麻疹减毒活疫苗,仅比世界最早报道的活疫苗晚2年。
因为有了疫苗,麻疹发病率逐年下降,至2017年,全国发病人数已不到6000例。据国家疾控中心的估计,近30年至少避免了1.17亿人发病、99万人死亡。
卡介苗与结核病的百年拉锯战
1950年1月,新中国成立刚刚三个月,就决定自当年起“在全国各城市大力推广卡介苗接种工作,所需费用由各级人民政府承担”。在新中国的防疫史上,卡介苗是第一个免费接种的品种,可见当时结核病危害之烈。
结核病是一个古老病种,几乎与人类的历史一样悠久。中国工程院院士王辰在世界结核病日的一次演讲中称,旧中国有“十有九痨”之说,痨病被称为“国病”,以至于有识之士提出了“防痨救国”的口号。新中国成立初期,京、津、沪三大直辖市的结核病感染率达80%-90%。全国的数字,王辰估计城市为3500/10万,农村为1500/10万,而据《法定传染病及其免疫预防》一书记述,发病率为4000/10万。
在20世纪以前,人类对结核病的预防只有物理方法。1921年,研制成功的卡介苗首次在巴黎用于一个被母亲感染的婴儿,经半年观察证明安全无恙,成为人类与结核病斗争史上的划时代事件。1922年,卡介苗开始用于人群接种。
消息传到中国已是20年代后期。有一个叫王良的儿科医生,因兄妹都死于结核病,决心去法国取经。1931年,他来到法国,找卡介苗的两位发明人卡尔梅特和介云拜师学艺。卡尔梅特和介云刚从焦头烂额的吕伯克卡介苗事件的阴影中走出来,见一个中国学生居然不顾当时几乎全球一致的反对声来拜师求教,十分感动,决定把技术毫无保留地教给王良。(吕伯克卡介苗事件:1930年,德国吕伯克城249名儿童口服卡介苗,结果73人患结核病死亡,卡尔梅特和介云被指责为杀人凶手。尽管事后查明这是一起严重的实验室事故,是因为医院不小心把结核杆菌混进卡介苗菌株而酿成的悲剧,但卡介苗的声誉受到了不可挽回的影响)
卡尔梅特身患沉疴,便由介云亲自辅导王良。王良很快就学会了结核杆菌的培养和卡介苗的制作方法。1933年王良回国时,介云赠送给他卡介苗菌株和一批卡介苗,王良又自费采购了制作卡介苗的相关设备。归国后,王良在重庆自己开的仁爱堂医院做卡介苗培养,制作液体卡介苗。王良因此成为中国卡介苗制作的鼻祖。
1933至1939年,王良制作的卡介苗累计接种婴儿800余名,没有出现严重不良反应。但没有等他扩大生产,1939年国民政府迁都重庆,卫生署官员到王良的实验室检查后,责令他停止制作和接种卡介苗。
王良被“叫停”后,中国只剩下一个制作卡介苗的人,叫刘永纯。他是1937年在沦陷区的上海租界内的巴斯德研究所开始制作的。有洋人背景,又在国民政府管不着的地方,所以一直制作到1948年。但其产量极其有限,前后11年,仅接种了7511人。
中央防疫处时在昆明,处长汤飞凡是一个对新事物非常敏感的人,为什么没有制作卡介苗呢?因为他谨慎。吕伯克卡介苗事件后,汤飞凡对卡介苗心存疑虑。他决定自己亲自做实验。他分别给水牛、山羊、家兔和豚鼠注射了卡介苗,结果呢?一只山羊死了,3只家兔出现了严重反应和病变,他因而得出结论:“我们有充分的根据认为,在中国使用卡介苗是不适宜的。”
卡介苗在中国被重视起来,是在1947年。这一年,汤飞凡对卡介苗的态度发生了根本转变。促使其转变的原因有两个:第一,由于多年的战争,“二战”后结核病在世界上广泛蔓延,中国更加严重,特别需要防治;第二,吕伯克卡介苗事件查清后,欧美各国一直没有停止卡介苗接种,并没有出现问题。那为什么自己做实验时,山羊在注射卡介苗后死了呢?他开始检讨自己的实验方法,发现了问题:他用的是静脉、腹腔或皮下注射,而且注射的量过大,正确的方法应该是小剂量的皮内注射或皮上划刺接种。因此,他从卡介苗的反对者变成了积极的拥护者、推动者。
经汤飞凡争取,WHO特别为推广卡介苗给中国提供了一笔奖学金。中国卫生实验院流行病预防试验所的魏锡华、中央防疫处的陈正仁和天津结核病医院的朱宗尧三人,被汤飞凡推荐作为WHO的学员,前往丹麦国立血清研究所学习卡介苗的制造、检定和使用。
1948年10月,魏锡华、陈正仁等带着丹麦国立血清所的干燥卡介苗菌株——823株回国。在北平,汤飞凡已经提前为陈正仁准备好了一个卡介苗实验室,这个实验室成为中国第一个国立卡介苗制造室。陈正仁回国后,立即开始制造卡介苗。
为了双保险,汤飞凡把在上海的私宅顶层腾出来,让魏锡华在里面试制,汤飞凡亲自给他做检定。这就等于有了第二个国立卡介苗实验室。1949年5月,魏锡华把卡介苗做出来时,正逢上海解放。
两个实验室尚在试生产阶段,产量如杯水车薪,开始只能供北京、天津和上海的部分儿童接种,无法在各大城市推广。为满足预防结核病的急需,20世纪50年代中期六大生物制品研究所建成后,全都专设卡介苗室,进行卡介苗生产,在全国新生儿中普种卡介苗这才成为现实。
1959年,全国26省市1714万余幼儿接种卡介苗。结核病因此逐渐得到控制,以北京城区为例,1949年的结核病死亡率为100%,1954年降为35.7%,到1973年,已基本没有新生儿因结核病死亡。
值得警惕的是,进入21世纪之后,曾经被控制到几乎绝迹的结核病在全球又有卷土重来之势。WHO在2018年宣布,结核病已超过艾滋病,成为最致命的传染病,2016年以来已致死170万人,发病上千万人。据国家疾控中心的数据,我国2016年至2017年结核病发病超过83万。2017年的发病率为67/10万,死亡率为2.3%,发病率和死亡率仅次于肝炎和艾滋病。发病率占全球的8.6%,位居世界第三,仅次于印度和印尼。
这是一个严峻的现实。美国曾经乐观地估计,在2000年消灭结核病,WHO也曾设想在2020年消灭结核病,但未承想结核病发病率不降反升。上升的原因,王辰指出:耐药性结核病增加,高危人群增加和诊治困难增加是三个主要因素。也有人对卡介苗的作用产生怀疑。用基因工程的方法研究,发现传统卡介苗的免疫功能还不能涵盖人类所有基因型。包括中国生物制品工作者在内的全球科学家正在研究新一代的基因工程结核病疫苗。但是,从临床试验的情况看,某些基因工程疫苗的免疫性能尚不如卡介苗。人们盼望新的更好的结核病疫苗出现,但卡介苗还远没有到“退休”的时候。
2017年,中国公布《“十三五”全国结核病防治规划》,规划到2020年,全国肺结核发病率降到58/10万,成功治疗率90%以上。
疫苗人:“我爱我的国家,我爱我的事业”
鼠疫、炭疽、布氏病、土拉热等人畜共患的传染病曾严重威胁中国人民的生命健康,尤其是在西北的牧区,可称为“四大魔鬼”。
1957年,中国开始研制炭疽活疫苗,用的是苏联的毒株和工艺。兰州生物制品研究所病毒研究专家董树林说:“那比较简单,依样画葫芦,搞了一年就搞出来了,是人用的,但严格地说只能算是仿制,还不是自己的东西。”1952年,研究人员杨叔雅等人从一头患炭疽死亡的驴身上分离出强毒株A16,经过6年用紫外线诱变,选育出无荚膜水肿型弱毒株,命名为A16R。这是中国人自己选育的毒株。
齐长庆和董树林等人将A16R与苏联株进行比较研究,结果证明国内的毒株比苏联的毒株免疫原性要好,免疫后的保护力比苏联毒株高一倍,于是决定用自己的毒株制造疫苗。
1960年,河南发生了一次大面积炭疽中毒事件。电信局的一个牧场死了42只羊,那时正是“三年困难时期”,没啥吃的,便把其中14只羊给职工食堂,剥皮后做成羊肉汤给大家吃了,结果116人中毒,其中4人危重。这事惊动了国务院,卫生部让兰州生物制品研究所派人去防治。董树林回忆说:
那时我们研制的疫苗、抗毒血清和诊断用品虽然还没有正式生产,但都有试制品了,而且已经在我们自己身上试验过了,在抢救病人中就用上了,最后效果不错,全部都治好了,只有医学院的一个助教,解剖死羊时感染得比较重,住院时间比较长,后来也治好了,这说明我们的制品非常有效。
布氏病、土拉热的相关生物制品与炭疽情况类似,就不详细说了。但每种制品都得研制者自己先用,你安全了才敢给人家用。
那时的科研条件很差,设备非常简陋,比如,冬天实验室的水管在室外被冻住了,得拿燃烧的酒精棉球为水管解冻,冰化开了自来水才能来。这倒不算什么,最主要的是与强毒打交道非常危险。像鼠疫、布氏病、土拉热,细菌比炭疽更敏感,1-5个菌就可以发病,一般潜伏期是3-5天,但如果吸入得多了,48小时内就会发病。我记得朝鲜战争时一个小学教员发现了死的黑蝇,他就去扫,扫完堆在一块用火烧,因为没戴口罩肺部感染了,不到48小时就死了。我们在实验室天天与这些细菌打交道,有人就害怕了,说这个太危险,我不干了,最后調走了。
干这个确实危险,搞土拉、布氏、炭疽(鼠疫在兰州不让搞,是在青海偏远地区搞的)的强毒实验特别危险。你给马匹免疫,用强毒菌做抗原,那是活菌,给马注射,马就拼命地闹呀跳呀!注射者稍不注意,毒就可能“嗤”出来,甚至可能扎到自己身上去了。后来我们改进了一下,不用强毒菌,用弱毒菌就是疫苗株给马匹免疫,就没那么危险了……
在某种意义上说,搞疫苗研制的人也是与死神打交道的人。世界上在没有P3实验室(生物安全防护三级实验室,我国改革开放以后才有)之前,为研究疫苗而以身殉职的科学家并不罕见,董树林感到欣慰的是,他的实验室从来没有出过人员中毒事故,他自己搞了45年也很安全。这很不容易。是怎么做到的呢?
董树林说:“就是坚持科学精神,严格按章操作,这一点大家遵守得比较好。”他们的有些防护措施,现在看起来有点儿让人笑话,太不入流了。没有P3实验室,但强毒实验还得做,怎么办?找来几个大瓦罐盆子放在下面,盆子上面加上篦子,动物笼子放在篦子上,这样动物拉的屎、尿就被盆子接住了,不会泄漏,动物也没法跑出来,小动物的强毒实验就是这么做的。
就是在这样简陋的条件下,董树林和他的研究室研究出了鼠疫、炭疽、布氏病、土拉热四联气雾疫苗,人到气雾免疫房间(帐篷)里走一圈或从“气雾免疫走廊”通过,就等于打了4种疫苗,可以预防上述4种传染病。
“文革”期间,中国生物制品战线上的广大研究人员继续埋头苦干,研制出来的生物制品最著名的有钩端螺旋体疫苗、流脑A群荚膜多糖疫苗、地鼠肾狂犬病疫苗,精制抗蛇毒血清、抗银环蛇毒血清、抗眼镜蛇毒血清、抗蝰蛇毒血清,抗人淋巴细胞免疫球蛋白等等。不少生物制品的研制开始于“文革”前,但完善于“文革”中,如麻疹疫苗、鸡胚痘苗、布氏病活疫苗,炭疽气雾疫苗、肉毒素的系列产品等等,这些生物制品,至今还是免疫防疫的主打产品,在继续造福人类。
王立亚是A群流脑荚膜多糖疫苗的主要研制者和带头人之一。从“文革”结束一直到1994年,她几乎每次都代表中国去参加世界上每两年一次的流脑大会。谈起研制中的甜酸苦辣,她说:
疫苗做出来后,我先在自己身上试,再到我女儿刘汉莉身上试,她当时上小学……因为研制是在“文革”期间,这其中有许多波折,技术上的事我就不说了,光是各方面的干扰就让人不胜其烦。那时候,我经常和领导还有那些找我麻烦的人吵架,反正我是个“党外布尔什维克”,吵得他们都怕我。我吵架不是为了自己,是为了尽快把疫苗搞出来。“文革”刚结束时,一个七八个人的代表团到美国访问……有个美国流脑专家叫恩拉巴斯,曾经来北京所讲学,那时“文革”刚结束,很多人英语都不行,是我给他当翻译。在美国见到他后,他就希望留我在美国工作,我谢绝了他的好意。他不解地问:“美国条件这么好,你为什么要回去?”我说:“我有我的立场,我爱我的国家,我爱我的事业。”他不知道,我小时候见到过日本人欺负我们中国人,对孩子拳打脚踢,姑娘出门怕被玷污,脸上都涂上锅底灰,我也经历过国民党统治时期……
另外,在疫苗生产的科学技术上,细胞培养技术虽然开始于50年代中期,但成熟、推广于“文革”期间,尤其是北京生物制品研究所的闻仲权、昆明生物制品研究所郭仁和曹逸云分别开发建立了人二倍体细胞,前者建立了2BS株,后者建立了KMB17株,为中国的疫苗和其他生物制品的研发和生产提供了一个新的基質,是一个革命性进步。
改革开放后,中国疫苗研发进入“快车道”
改革开放后,中国生物制品发展迎来第三个高峰期。
1977年,到英国考察的张权一第一次见到单克隆抗体,感到特别兴奋。回国后,他受卫生部委托在长春办了一期免疫学学习班,主要是介绍这次考察的内容和收获,原定40人参加,结果却来了400人,全国得到消息的单位都派人来了。当时国内对学习国外先进技术的渴求和热情,由此可见一斑。张权一办完学习班,就在长春所成立了一个单克隆抗体研究室,带着大家先搞理论研究。
1980年,卫生部提出在兰州和上海生物制品研究所各建百白破、破伤风、麻疹3条工业化的生产线,在昆明生物制品研究所建一条脊灰生产线,一共7条。中国开始与国外生物制品公司合作,开展工业化大批量生产疫苗,中国疫苗开始走向世界。
1982年12月,中国、丹麦政府签订合作协议,决定在中国建立中国-丹麦医学生物学进修生培训中心,这是第一个中外合办的培训中心。
1984年,在广州召开的全国第四次干扰素学术大会上,时任中国医学科学院病毒研究所副所长的侯云德报告说,他们已经成功克隆、构建出3个基因工程干扰素工程菌,能够在大肠杆菌表达,这是中国干扰素研究史上的开山之作。
20世纪80年代中期,“跟跑”的历史阶段开始终结,中国出现了与世界先进水平“并跑”或“领跑”的疫苗产品。轮状病毒疫苗就是一个与美国等疫苗大国“并跑”的产品,在中国疫苗史上具有里程碑的意义。
因轮状病毒发现较晚,所以其流行病学统计都是20世纪80年代以后的数据。据WHO统计,世界各地的腹泻患儿,有11%-71%是由A组轮状病毒引起的。轮状病毒是婴幼儿病毒性腹泻的第一位病原体,全世界每年约有1.2亿儿童被感染。1988年日本发生一次暴发流行,导致7所小学的3012名师生发病。中国5岁以下儿童中,每年因轮状病毒引起腹泻的约有1300万人次,死亡3.8万至4.7万人,医疗费支出约8亿元人民币。
1982年至1983年,甘肃兰州和辽宁锦州暴发轮状病毒手足口病大流行,病人达3万,除婴幼儿外还有青壮年感染。
美国的轮状病毒疫苗研究已经起步,中国再不起步,就会落后在起跑线上。于是,轮状病毒疫苗的研制被列为兰州生物制品研究所的重点课题,1985年拿到了卫生部的项目批件,开始了一次艰难的与国际同行的“并跑”。1998年6月1日,口服轮状病毒活疫苗获国家新药证书,属国家一类新药,取得试生产批准文号。在世界轮状病毒疫苗研制的竞技场上,是第一个以动物轮状病毒毒株制备的人用轮状病毒疫苗。两个月后,美国的人-猴轮状病毒基因重配株四价疫苗被批准上市。
1988年,甲肝疫苗开始做临床试验时,正逢上海甲肝大流行,因此得到老百姓积极支持,踊跃报名参加临床试验。长春生物制品研究所与浙江医学院合作,在广西做了III期临床试验,证明用L—A—1毒株生产的甲肝活疫苗免疫后,3个月抗体阳转率为73.7%,6个月为83.2%,没有出现异常反应,说明疫苗保护效果良好,接种十分安全。20世纪90年代初,浙江医学院的毛江森培育成功甲肝H2减毒株,并用之试制出甲肝减毒活疫苗,其质量与长春生物制品研究所的产品不相上下,难分伯仲。
甲肝减毒活疫苗在世界上属于首创,中国具有完全自主知识产权。其中的甲肝活疫苗液体冻干技术,在世界上突破了甲肝病毒不能冻干的成见,使疫苗的有效期从一年变为两年。甲肝减毒活疫苗在中国已接种了近30年,中国甲肝发病率由1992年的100/10万,降低到2017年的1.3679/10万。
1988年,中国疫苗史上还有一项伟大成就,即地鼠肾乙脑活疫苗拿到新药证书,随后投入批量生产。
20世纪50年代,中国的乙脑年发病率为20/10万,全国累计起来这个数字突破10万。乙脑患者绝大多数为10岁以下儿童,约有30%的病人会留下痴呆、半身不遂、智力障碍等神经性后遗症。周恩来十分重视,提出要建立一个研究乙脑疫苗的研究室。为不负周恩来的重托,两代免疫学家和疫苗专家进行了艰苦的探索,先后制造出4代乙脑疫苗,终于控制了乙脑在中国流行,并为世界消灭乙脑作出重大贡献。
目前,全球乙脑疫苗通过预认证、被世界儿童基金会列入采购名单的,唯有中国的地鼠肾乙脑活疫苗,外销已超过内销,占总产量的60%。此外,中国在世界上第一個研制成功的VERO细胞纯化乙脑灭活疫苗,在疫苗研制史上有重要意义。
1989年,是中国生物制品行业的70周年华诞。就在这一年,从1919年延续下来,一直沿用了70年的中央卫生部(署)直属生物制品研究所的体制发生了巨变。为落实中央关于政企分开的部署,原卫生部(署)所属的六大生物制品研究所与卫生部脱钩,整合组成中国生物制品总公司(2003年改名为中国生物技术集团公司)。
刚成立的中国生物制品总公司成立百日咳疫苗研究协作组,由张嘉铭、刘德铮领导,推广采用戊二醛减毒的方法生产疫苗。这就是现在用于计划免疫接种的无细胞百日咳疫苗。它是百日咳疫苗史上的一个里程碑,是当今世界上最好的疫苗。
1992年底,孙柱臣研制的出血热疫苗在卫生部召开的医学科技成果评审会上通过了成果鉴定,获批准生产文号。拿着这份鉴定书,当年64岁的孙柱臣不禁老泪纵横,在心里念叨:“我40年的出血热情结今天终于有了一个了结。”回到兰州后,他的兴奋劲还没有过去,老是念叨:“40年啊!40年啊!”
1992年至1995年,在全国范围内进行的病毒性肝炎血清流行病学调查显示,中国人群HBV(乙肝病毒)感染率为57.6%,HBsAg(乙肝表面抗原,即“澳抗”)携带率为9.75%。也就是说,全国有6.9亿人曾经感染过HBV,其中1.2亿人长期携带HBV。“六五”(1981年至1985年)期间,鉴于北京生物制品研究所试制的血源疫苗曙光初现,乙肝血源疫苗的研制被列为国家科技重点攻关项目。1993年10月,第一批重组酵母乙肝疫苗在进口生产线上产出。原北京生物制品研究所所长赵铠回忆说:
在生产基因工程乙肝疫苗的生产车间(1993年10月)举行落成庆典时,国家卫生部部长陈敏章因正在国外访问而错过了庆典。回国后,他通过秘书与我联系,希望访问我们的工厂,让我带他参观,但不要打扰其他领导。我带他参观我们的生产设施,并向他作了简短介绍。之后,我问他:“您有什么看法?”他没有回答;我再问,他仍然没有回答。我抬头望他,看见他眼中噙满泪水。
据国家疾控中心的数据,1992年以来,接种乙肝疫苗使约9000万人免受乙肝病毒的感染,5岁以下儿童乙肝病毒携带率从9.7%降至2014年的0.3%,儿童乙肝表面抗原携带者减少了3000万人。2012年5月,世卫组织证实中国实现了将5岁以下儿童慢性乙肝病毒感染率降至2%以下的目标。
1993年,中国的脊灰病例已下降到0.046/10万,最后一名脊灰患者1994年9月出现,从此再无本土野病毒感染脊灰的病例。但境外野病毒输入中国的风险仍然存在。2011年8月,中国新疆和田地区出现境外输入脊灰疫情。卫生部立即启动在新疆境内的应急强化免疫。
1998年,兰州生物制品研究所的王秉瑞成功研制出新型的二价痢疾疫苗(FS),可覆盖痢疾杆菌的福氏(F)和宋氏(S)两个型,在世界上是独一无二的,让中国终于有了一个预防痢疾的好疫苗。在疫苗研究史上,人们形象地把几十年甚至几代人都没有搞成功的疫苗叫作“胡子疫苗”。痢疾疫苗就是其中之一。中国从20世纪30年代开始研制痢疾疫苗,历时大半个世纪才终于揪掉“胡子”。
让中国的疫苗进入世界先进行列,在部分品种上领跑世界,是几代疫苗科学家的梦想。跨入21世纪不久,中国研制的用于预防手足口病的肠道病毒EV71疫苗成为第一个领跑世界的疫苗产品。研究团队破此天荒的是一个平均年龄才30多岁的年轻团队。他们在原北京生物制品研究所所长沈心亮的领导和指导下,研制出世界上独领风骚的EV71灭活疫苗,完成临床研究后成功上市。这是只有中国儿童才有的福祉,在疫苗上市短短两年多的时间内,就让中国的手足口病病例下降了80%至90%。
2009年1月1日前,中国计划免疫程序中只有卡介苗、百白破、麻疹、脊灰4个疫苗,能防6种病;从这一天开始,中国实施扩大儿童免疫计划,列入程序的有15种疫苗(含3种应急接种疫苗),能防18种病。用于计划免疫的疫苗属于一类疫苗,而生产一类疫苗是利润很低甚至是赔本的。提供一类疫苗的单位,过去主要是卫生部所属的六大生物制品研究所,现在主要是国药中国生物股份有限公司(简称中国生物,2009年由国药集团与中国生物技术集团公司联合重组而成)。
中国生物是中国最大、全球第六的人用疫苗研发生产企业。人用疫苗年产50种,年产量超7亿剂次,其中一类疫苗产品覆盖了国家免疫规划所针对的全部15种疾病,供应量达80%以上,还出口世界上多个国家和地区。
下篇·新冠疫苗研究之“百团大战”
2020年1月24日,中国疾控中心成功分离出中国首株新型冠状病毒毒种。3月16日,由军事科学院军事医学研究院院士陈薇领衔的科研团队研制的重组新冠疫苗获批启动展开临床试验。4月13日,中国新冠病毒疫苗进入II期临床试验。同日,一个由全球120多名科学家、医生、资助者和生产商组成的专家组发表公开宣言,承诺在世界卫生组织协调下,共同努力加快新冠疫苗的研发。
在疫苗与病毒的“百团大战”中,人类无疑会成为最后的胜利者。但在国际赛道上,鹿死谁手,大家拭目以待。
“因为疫情的态势,疫苗需求量肯定会很大。每一种疫苗策略都有它的优势和劣势,有的比较快,有的比较传统,但能保证工艺比较稳定、疫苗比较有效……”清华大学教授张林琦说,“反正我们一刻也不敢松懈。这是一场马拉松。”
“这个病毒不一般”
2020年1月11日,清华大学生命科学学院教授王新泉在京郊开一个学术会。天色暗下来的时候,他习惯性地刷了一下病毒学网站(virologic.org),一眼就看到这些天他正等待的东西——
上海市公共卫生临床中心&公共卫生学院与武汉中心医院、华中科技大学、武汉疾控中心传染病预防与控制研究所、中国疾控中心、澳大利亚悉尼大学合作,正在发布一例来自武汉的呼吸道疾病患者的冠状病毒基因组(附序列)……帖子顶端注明:“此帖由悉尼大学的进化生物学家爱德华·霍尔姆斯代表上海复旦大学张永振教授团队发布。”发帖时间是美国东部时间1月10日。
张永振是中国疾控中心传染病预防控制所的研究员。1月9日下午,他出现在武汉华中农业大学基因楼129会议室,为150多位师生做了一场学术报告。结尾时他说:“跨种间传播以及共进化,揭示了病毒传播和进化的复杂性。因此,早发现、早识别、早解析、早预警,是我们对病毒由被动防御到主动防御的关键转变。”
这天晚上,一个61岁的男人在当地医院里停止了心跳。武汉市卫健委专家介绍说,此人常年在武汉市华南海鲜市场采购,同时患有腹部肿瘤和慢性肝病。1月12日,武汉市卫健委在情况通报中首次将“不明原因的病毒性肺炎”更名为“新型冠状病毒感染的肺炎”。
“我立马把序列下载了,发给博士生兰君。我说你赶快去分析一下,看看是什么情况。”王新泉说,“听说有可能是冠状病毒的时候,我就已经有所准备。但没有序列,没法着手,我也不太好去问别人要序列,就等着。全世界都在等着。”
打开计算机,兰君看见了这个由19位作者(包括张永振)测定的序列。在生物学软件的帮助下,他开始比照冠状病毒家族的这位不速之客与SARS的异同。电脑很快给出数据:79.5%的序列一模一样。
王新泉拨通了老搭档张林琦的电话。张林琦是清华大学医学院的教授,主攻重大病毒性传染病的致病机理、病毒与免疫系统的相互作用关系,同时研发抗病毒药物、抗体和疫苗。两人交流一番,发现一周前他们的直觉被判为真:“这个病毒不一般。”
这对老搭档决定立刻行动。
“那会儿,全世界科学家都在赛跑”
1月15日晚9时半,清华医学楼实验室里灯光大亮,两个团队共十人召开紧急会议。两位带头人宣布投入新冠病毒研究,整体布局并分工,依据自愿原则,鼓励博士们留守实验室(大部分学生都买好了回家过年的车票,18号开始放寒假);立刻启动新冠表面刺突蛋白基因序列的合成,然后表达RBD。
1月19日晚,單思思回到山西运城的家。她是2015级入学的直升博士,加入张林琦实验室。第二天,她上了回北京的动车。列车开动,她哭了,母亲的微信也到了:“以后回家机会多的是,现在国家需要你,好好干!”3月末,她第一次在实验室里过了一个“生逢其时,重任在肩”的生日。
兰君决定不回老家过年,于是给家里打了电话。但是十多天后,父母才知道儿子在做什么。父亲在微信里说,注意安全。母亲发来的是:别太辛苦。从1月12日开始,每天早上7时多他进实验室,晚上11时回寝室。
新冠病毒全基因在手,兰君要做的是:先下单由北京一家生物技术公司合成RBD的基因,通过重组表达的方式获得RBD蛋白(主要是单思思的工作),然后在体外将RBD蛋白和人体细胞表面受体ACE2混合制备复合物,培养晶体,经过筛选和条件优化,获得能够进行X射线衍射的晶体。当X光照到这种晶体上,它就会形成一种非常规律的衍射,有了衍射图就可以通过计算机模型推导出蛋白的结构。“这中间每一步都得耗费时间和精力,每一步都不能出错,不能耽误时间。”兰君说。
“第一次看到晶体长出来,是2月11号下午。一共试了960个条件,只有一个条件长出晶体。”兰君立刻给导师王新泉发去照片。
下一步是做X射线衍射。张林琦说,“做衍射的设备叫同步辐射光源,只有上海有”。上海光源位于浦东张江高科技园区,是投资12亿元的国家级重大科学工程和大科学装置用户平台。当时,各个人群的聚集单元都紧急、暂时地封闭了,部分交通管制,快递也停了。王新泉说:“以前也有让学生拎着液氮罐自己去上海的,可那会儿,学生去一趟回来,得隔离14天。”
晶体怎样才能飞进上海?2月16日,王新泉急中生智,联系了一位常为生命科学院的实验室接人送物的司机,请他代为物色一位肯在特殊时期跑趟长途的司机。群里一吆喝,愿意跑活儿的魏师傅应征。魏师傅油门一踩,漏夜出发,第二天一早就将装有晶体的液氮罐送到浦东。上海光源的周欢博士急忙到门口去接,拎了液氮罐直奔机房。魏师傅原路返回,22小时马不停蹄。
从疫情被确认起,上海光源就开设了科研绿色通道,自1月12日至2月23日,安排了五次实验机时,其中三次实验结果――上海科技大学饶子和/杨海涛团队、中科院微生物研究所齐建勋团队、清华王新泉和张林琦团队――促成了最早公开分享的新冠病毒关键蛋白结构。张林琦说:“这一个月,相当于我们之前一年的工作量。基本上连轴转,也没觉着累。就是这事儿应该这么做,应该争分夺秒。”
南北“会师”,研发抗新冠病毒的单克隆抗体
1月25日,清华医学楼和深圳三院的两个实验室正式携手合作,同一天鞠斌和两位同事开始第一次血液样本检测。1月30日,深圳三院第一例康复病人出院。1月31日,清华新鲜出炉的蛋白试剂,经层层包装发往深圳。
疫情暴发之初,一部2011年出品的美国电影《传染病》被许多人重温。它讲了一个类似我们已经和正在经历的新发病毒的故事。其中有一个情节:美国疾控中心的一位女科学家做出了一个疫苗,她给自己注射以验证安全性和有效性。注射完疫苗,她立刻摘下口罩,去病房贴近她已经被感染的父亲。免疫学家、清华医学院院长董晨教授在一堂公开课上讲:整部电影在许多科学问题上是对的,但这个细节有点瑕疵。因为注射疫苗唤醒淋巴细胞的活化和功能,进而产生抗体,至少要在五天以后。他拜托听众若有机会见到导演,告知一声。
张政透露:分离出来的几株高效抗新冠病毒抗体已进入生产和临床应用的开发,“期待在国际上率先研发成功抗新冠病毒的抗体药物”。
疫苗快跑,“国际赛道已经铺就”
国际上,赛道已经铺就。疫苗研究团队的数字每天都在增长,人体试验也在扩大。截至4月14日,全球已有5株疫苗上了人体,中国3株,美国2株。其中,陈薇团队的腺病毒疫苗是中国走得最快的,已于4月12日进入二期临床;另两株是灭活疫苗。
“前段时间科技部和卫健委颁布的咱们国家疫苗的技术路径,包括五大种,有灭活苗、有重组苗、有流感苗,还有其他一些不同的策略,大致上跟国外相似。这些疫苗及其策略的竞赛,我其实特别不惊讶。因为疫情的态势,疫苗需求量肯定会很大。每一种疫苗策略都有它的优势和劣势,有的比较快,有的比较传统,但能保证工艺比较稳定、疫苗比较有效……”张林琦说,“反正我们一刻也不敢松懈。这是一场马拉松。”
5月6日,国际学术期刊《科学》(Science)发表了新冠病毒疫苗的动物实验结果。据悉,这是首个公开报道的新冠疫苗动物实验研究结果,由中国医学科学院医学实验动物研究所领衔,联合浙江省疾控中心、科兴控股生物技术有限公司、中国科学院生物物理研究所等多家单位合作完成。
研究者从11名感染了新冠病毒的住院患者(包括5名重症监护患者)的支气管肺泡灌洗液中分离出多个新冠病毒毒株,其中5株来自中国,3株来自意大利,1例来自瑞士,1例来自英国,1例来自西班牙。这11个毒株广泛散在分布于基于所有可用序列构建的系统发育树上,在一定程度上代表了正在流行的病毒种群。
在此基础上,研究者选择适合用于疫苗制备的毒株,开发了一种纯化的灭活新冠病毒候选疫苗,并进行中试生产。该疫苗在小鼠、大鼠和非人灵长类动物中均可诱导新冠病毒特异性中和抗体产生。此次公布动物实验研究结果的疫苗4月13日已获得中国国家药品监督管理局一二期合并的临床试验许可,是首批获得临床研究批件的新冠病毒灭活疫苗之一。
5月13日,中國首座P3(三级生物安全水平)生物医药生产工厂建成交付。该工厂将生产新冠疫苗,年产量可达1亿剂。外媒称其为“全球最大的疫苗工厂”。
5月30日,国务院国资委官方微博发布消息称,新冠病毒灭活疫苗预计今年年底或明年初上市。钟南山6月初预测,新冠疫苗最早在今年秋天或年底可作为应急使用。
这场疫苗大战不像真实的战争那样充满刀光剑影,影响却同样深远。“疫情让我们再一次看到了病毒的汹涌和人类的脆弱。今天,全世界的人都期待新冠疫苗能早日研发成功。从这个层面来说,这次流行也让世界重新评估疫苗对公众健康的作用和价值。”赛诺菲巴斯德中国区总经理张和平分析。
尽管疫苗行业被国际四大制药巨头所把控(赛诺菲巴斯德、辉瑞、默沙东、GSK四家制药企业占领了全球一半以上的市场),中国公司却在新冠疫苗研发中高歌猛进,走在前列。百舸争流的背后,疫苗企业通常会淡化国与国之间、企业与企业之间的竞争,他们眼里的对手是病毒,而不是同行,正如疫苗行业的一名研究人员所说:“中国公司们可以协作作战,也可以跟国外的同行协作作战。疫苗公司利用先进的技术为人类作贡献,我认为这才是正道,不用把彼此视作对立的竞争对手。”
在微生物的世界,战争是时刻不断的。我们会把新冠肺炎这不断夺走健康和生命的凶恶疾病,最终转移到“可控”这一栏吗?人类有机会免除对新冠病毒的恐惧吗?科学家和疫苗机构们将通过他们的集体探索,告诉我们答案。
(责编/陈小婷 责校/袁栋梁、王文彩 来源/《中国疫苗百年纪实》,江永红著,人民出版社2019年11月第1版;《疫苗快跑》,李宗陶/文,《南方人物周刊》2020年第11期;《我国科研团队发布新冠病毒疫苗动物实验研究结果》,董瑞丰/文,《北京日报》2020年5月9日;《疫苗史诗》,李好/文,《商业周刊》2020年第5期等)