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现代狂犬病疫苗发展简史

时间:2011-11-30 15:35 来源:武汉所 作者:王月译严家新校 点击:打印 邮箱

        本文是《疫苗发展史(History of Vaccine Development)》(Springer,2011年)一书的第13章。

        作者:希拉里·科普罗夫斯基(Hilary Koprowski)

        作者简介:希拉里·科普罗夫斯基博士于1916年出生于波兰华沙,兴趣是音乐(钢琴)和科学,并在这两个领域都有出色表现。他后来移居美国,在1957年成为费城Wistar研究所主任,该研究所是全球领先的癌症和病毒病研究中心。他 现已95岁高龄,仍供职于费城托马斯·杰斐逊大学。科普罗夫斯基博士是我们当代最杰出的科学家之一。在超过半个世纪的科学生涯中,他的研究有力地推进了免疫学和病毒学的进步。他最突出的成就,是开发出第一个在大规模人体试验中使用的口服脊髓灰质炎活疫苗。他的另一个重大成就是首创用鸡胚取代动物脑组织来生产狂犬病疫苗的技术。

 

        巴斯德时代的狂犬病疫苗及大量同类产品的主要问题之一,就是其成品中存在动物神经组织,此类组织可能引发过敏反应,从而可能导致人和动物罹患脑炎。由于该疫苗偶尔也会被盲目用于未曾暴露于狂犬病毒的个体,所以接种该疫苗的代价确实很高。

        解决此类问题需要改变增殖病毒的方式,保证病毒在不含神经组织成分的基质中复制,使病毒蛋白的绝对量增加,而可能引发过敏反应的细胞抗原的比例则显著减少。依据这种想法,我在1946年研发了用鸡胚培养狂犬病毒的技术(当时还没有组织培养方法)。我选择了一株适应非哺乳类动物宿主的病毒,就是所谓的Flury株,哈罗德·约翰逊(Harold Johnson)曾在1日龄鸡的脑组织中将此毒株连续传代。

        约翰逊是纽约洛克菲勒基金会的成员。他当时已经研究狂犬病毒达十年,在实验室用动物进行实验时,经常暴露于狂犬病毒街毒。有一次,他曾经在墨西哥罹患脑炎伴随全身瘫痪。然而他奇迹般康复,但留下后遗症,包括行走困难和胳膊无力。尽管约翰逊先前曾数次接种巴斯德狂犬病疫苗,但他坚称,他经历了狂犬病毒对他的一次攻击,不过攻击却异常中止。约翰逊同时是个优秀的钢琴家,即使患病后,他仍然能演奏钢琴。

        继1945我遇到约翰逊之后,我们就决定在纽约海龟湾(Turtle Bay)音乐学院教授双人钢琴演奏。授课期间,我们经常讨论狂犬病毒,约翰逊还为我的实验提供了一株街毒,此街毒最初分离自一个死于狂犬病毒感染的小女孩,约翰逊已将此街毒适应于1日龄的鸡[1]。此病毒在1日龄鸡脑组织已传136代。此街毒适应鸡胚组织没有困难,可以接种7日龄胚胎卵黄囊,并在10天后收获胚胎组织 [1]。再传代3次之后,对病毒的致病性进行检测时发现,该病毒非肠道接种兔子和犬后,感染能力丧失,但在脑内接种小鼠和仓鼠时仍有毒力,尽管毒力大大减低[1, 2]。(括号[ ]内的数字为原文所附参考文献的编号,下同。)

        我们继续在鸡胚上将该病毒多次传代,然而在鸡胚上传代180次时,发现其致病性突然改变。在此传代水平,Flury毒株脑内接种大鼠和仓鼠时毒力丧失[3]。为了与来自低胚胎传代水平的毒株相区别,我们称此毒株为HEP株(高鸡胚传代株),而称前者为LEP株(低鸡胚传代株)。LEP-Flury被证明对犬类没有毒力,被用作犬活病毒疫苗。免疫接种Flury后,犬能保持免疫力最少3-4年(检测过的最长时间)。当时,法律没有要求狗在生存期内再次接种疫苗。

        随后,发生一件有趣的事情,使LEP-Flury疫苗的人体安全检测得以进行。有一天,纽约纪念癌症中心主任科尼利厄斯·罗兹(Cornelius Rhoads)打电话给我,索要狂犬病疫苗用于癌症患者。他向我描述了一个离奇事件,3年前一个女病人经诊断患有不能做手术的子宫癌伴随腹部转移,被送回家等死。3年后她来纪念癌症中心复查,结果发现癌症完全痊愈了。这个事件在研究所引起了轰动,研究人员详细询问这位患者回家后是否接受某种特殊的治疗。她回答说,回家后她被狗(疯狗?)咬了,接种了14针Semple疫苗(改良的巴斯德疫苗)。罗兹认为是狂犬病毒导致了癌症的衰退,为了能获得比灭活Semple疫苗更好的治疗效果,他请求用LEP-Flury活疫苗。尽管我警告罗兹,我们仅仅知道LEP对犬是安全的,而不知道它对人是否安全。罗兹仍然坚持,随后33名癌症患者肌肉内接种了LEP疫苗。 不出所料,疫苗对癌症的病程无任何影响,但接种疫苗后受试者也未出现任何不良反应。尽管有这些令人鼓舞的结果,我仍然没有把握将LEP用于人的常规免疫接种。另一方面,为了能用于人类预防狂犬病的免疫接种,曾对HEP进行过大量的临床试验检测[4],但其常规使用并未被接受,因为与其他疫苗相比[5],它在猴体仅能诱导较低水平的抗体。

        另一种研发有效的人类狂犬病疫苗的方法,是采用某种载体来生产对人类无害的疫苗材料。我们选择了不久前在Wistar研究所研发[6]的人类纤维母细胞培养技术,这类细胞被命名为人类二倍体细胞株(HDCS)。这些细胞最初从人类胚胎获得,冰冻保存在早期传代水平,需要时进行复苏。在体外经系列传代后,此类细胞会由于衰老而死亡[6]。在此类细胞的寿命限度内,不存在微生物污染,而且细胞染色体组保持不变,这就能确保生长在此类细胞中的微生物产品的安全性。

        我们选择了几株狂犬病毒在HDCS中繁殖。最初的研究大多涉及HEP对HDCS 的适应。我们发现在HDCS第47代水平时,HEP在脑内注射猴以后完全丧失毒力,但脑内注射至新生小鼠则仍保留毒力[7]。尽管HEP-HDCS免疫接种的猴体内可产生高滴度抗狂犬病毒抗体,但要说服那些反对将活疫苗用于人体的人非常困难,所以我们转向了灭活疫苗。

        我和已故的泰德·维克多(Tad Wiktor)、马里奥·费尔南德斯(Mario Fernandes)一起使若干种病毒株适应生长于HDCS的WI-38细胞株,我们决定使用PM株生产疫苗。病毒通过ß-丙内酯灭活,发现在猴体内具有免疫原性[9,10]。1971年的有一天,维克多(Wiktor)、 斯坦尼(Stanley)、 普洛特金(Plotkin)和我决定互相接种狂犬病毒HDCV疫苗[11]。随后普洛特金组织了该疫苗的第一个临床试验[12, 13], 最终导致广泛的现场试验[14–17]。如今,HDCV是狂犬病疫苗暴露前和暴露后治疗的金标准。HDCV具有良好的耐受性,无致麻痹的特性,而且由于具有良好的免疫原性,暴露后注射4至5针即可,而不是像早期疫苗那样需要14-21针 [18]。HDCV接种后几乎没有失败案例,它没有完全取代其他疫苗的唯一原因就是成本高。一种基于PM的不是很昂贵的细胞培养疫苗已经在vero传代细胞系中生产[19]。

        如果不提到两项最近的进展,狂犬病疫苗的历史将是不完整的。其中一个进展就是将狂犬病毒糖蛋白基因插入活的痘苗病毒而获得的重组疫苗的生产[20]。这导致了首次在野生动物中成功地进行抗狂犬病毒的口服免疫接种。痘苗-狂犬病毒重组体加入食饵中,可在全国范围内广泛使用,对狐狸和浣熊等野生动物进行免疫 [21]。大规模的疫苗接种在几个国家完全控制了野生动物中狂犬病毒的传播[21]。 第二个进展产生于生产廉价人用疫苗的需要。为了找到疫苗原料最廉价的来源,我们探寻可以在植物中生产疫苗的载体。我们已经成功地在转基因番茄中表达狂犬病毒糖蛋白,已证实通过注射或口服途径都具有免疫原性[22, 23]。

    (据After Pasteur: History of New Rabies Vaccines,in: 《History of Vaccine Development》, 王月译 严家新校)》

 

 

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