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疫苗不為人知的神秘功效和抗病原理

2020/10/06 09:13 字級:
讀稿
疫苗不為人知的神秘功效和抗病原理

▲疫苗。(圖/GETTY IMAGES)

一個多世紀以來,疫苗一直為人類提供隱蔽的、意想不到的保護。現在,科學家們正在努力找出疫苗是如何做到的。

彼得•阿比(Peter Aaby)搖了搖頭,好像還是不能相信。他說:「這才剛剛開始——非常奇怪的事情發生了。」

今天,阿比在他的國家丹麥通過Skype和我交談。在過去40年裏的大部分時間,他都是在幾內亞比紹(Guinea-Bissau)度過的。幾內亞比紹是一個貧窮的西非小國,過去曾被殖民,不斷發生麻煩,最近還經常發生政變。1978年,他搬到那裏,建立了一個慈善機構——班提姆健康項目(Bandim Health Project)。

當時還沒有麻疹疫苗接種的國家規劃,因此在一次極具破壞性的疫情爆發後,該機構決定將工作重點放在為當地兒童提供疫苗上。

接種疫苗大約一年後,他們有了驚人的發現:接種過麻疹疫苗的人比未接種的人死亡率低50%。「太令人震驚了,」阿比說,但原因並不像一開始想的那樣。

事實上,麻疹在其它地方導致的兒童死亡率不足幾內亞比的一半。根據最初死於該病的人數比例,疫苗的效果應該遠不如以前。這些數字無法疊加。「我們問自己,這是怎麼做到的?」阿比說。

大規模試驗發現,疫苗接種將兒童的死亡率降低了三分之一(其他研究得出的估計數字要高得多),而其中只有4%的下降是因為疫苗預防了兒童感染麻疹。這就是阿比稱之為「非特異性效應」的神秘力量。

意外驚喜

一個多世紀以來,某些疫苗一直在為我們提供隱蔽的額外保護,這種保護遠遠超出了我們的預期。

來自貧窮非洲國家幾內亞比紹的試驗證據表明,疫苗往往能預防其他疾病。
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來自貧窮非洲國家幾內亞比紹的試驗證據表明,疫苗往往能預防其他疾病。

這些神秘的效應不僅能讓我們安全度過童年,還能降低生命中每個階段的死亡風險。幾內亞比紹的研究發現,在接種天花疫苗時烙下傷疤的人中,80%更有可能在研究開始後三年依然存活,而在丹麥,科學家發現,童年時期接種結核病疫苗的人中,42%不太可能死於自然原因,直到他們到了45歲。在狗身上也是如此:在南非進行的一項實驗發現,接種過狂犬病疫苗的狗存活率要高得多,遠遠超過了它們對狂犬病免疫的預期。

其他幸運的意外還包括,讓我們遠離與目標完全無關的病原體,降低過敏的嚴重程度,對抗某些癌症,幫助預防阿爾茨海默氏症。結核病疫苗目前正在測試其預防新冠病毒的能力,儘管這兩種疾病背後的微生物完全不同——一個是由細菌引起的,另一個是由病毒引起的。這兩者之間存在34億年的進化過程。

儘管經過了幾十年的研究,這些神秘的效應仍然沒有洩露秘訣。但是,在我們了解之前,科學家們不願意使之為我所用,因此這場競賽是為了找出到底發生了什麼。

卡介苗的好處

阿比工作到20世紀80年代才確認了疫苗的「非特異性效應」,但科學家們早就懷疑,當人類接種疫苗時,會發生一些奇怪的事。

以人類最古老的敵人之一結核病為例。

人類和這種香腸形狀的細菌一起生活了至少4萬年,在人類歷史的大部分時間裏,它就像被判了死刑。在三分之一的古埃及木乃伊中發現了這種細菌,可能傳染給了尼安德特人。從20世紀初開始,這種細菌就奪走了數千萬人的生命,包括有遠見卓識的作家喬治•奧威爾(George Orwell)、政治人物埃莉諾•羅斯福(Eleanor Roosevelt)和放蕩不羈的小說家弗朗茨•卡夫卡(Franz Kafka)。

轉折出現在法國細菌學家艾伯特·卡爾梅特(Albert Calmette)和卡米爾·介蘭(Camille Guerin)發明卡介苗的時候。卡介苗是通過逐漸改變在牛身上發現的細菌製造出來的,因為許多農場動物都帶有自己的菌株。1921年第一次給一個孩子服用,到20世紀50年代,很明顯這是規則的改變者;這種疫苗被認為對預防最嚴重的疾病有七八成效果。

在這早期,科學家們就注意到,卡介苗可以讓出生後幾個月的兒童死亡人數大幅下降有關。這總是令人不安——不太可能是因為疫苗預防了嚴重的肺結核病例,因為這種疾病通常需要一段時間才能發展。"下降了近七成,"荷蘭內梅亨大學的免疫學家米哈伊·納笛(Mihai Netea)說。「所以從一開始,有益效果就相當可觀。」

肺結核已造成數千萬人死亡。(Credit: Getty Images)
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肺結核已造成數千萬人死亡。

科學家從那時起就知道,卡介苗不僅能降低死亡率,還能預防與結核病無關的感染,如流感、敗血症和皰疹。

免疫訓練

某些疫苗能使我們免於受到微生物傷害,一種可能的解釋是,它們共享抗原——免疫系統用來識別外來入侵者的分子。例如,卡介苗可能會使人體接觸到另一種細菌或病毒中也存在的特定蛋白質。但是,這種特殊疫苗也可以預防其他感染,因此似乎不太可能擁有相同抗原。

另一種觀點認為,疫苗在無意中為免疫系統提供了更普遍的訓練。最近的研究已經發現了支持這一觀點的證據,其中包括一項發現:一組接受卡介苗治療,然後暴露於結核以外病原體的年輕人與未接種疫苗的人產生了不同的免疫反應。

令人驚訝的是,這表明,這些奇怪的有益影響並非來自適應性免疫系統——疫苗被設計用來觸發的那種免疫系統,包括學會尋找特定病原體的細胞。這些有益影響是先天免疫系統。這很不尋常,因為這種更原始的、一般的防禦系統被認為不能以同樣的方式進化和適應。

「卡介苗重新編程了免疫系統的DNA,」阿比說。「這意味著你已經產生了針對結核病的免疫力,但你也訓練了免疫系統。」

這也許可以解釋為什麼疫苗還可以保護人們免受某些癌症和癡呆症的傷害,因為免疫系統在兩者發展中都扮演著重要角色。我們的免疫細胞不斷在身體裏尋找突變的組織來破壞,而癌症在服用免疫抑製藥物的人身上明顯更常見。與此同時,長期以來,揮之不去的炎症被認為與阿爾茨海默病有關,而阿爾茨海默病與克羅恩病等免疫狀況有關。

令人驚訝的是,卡介苗現在已成為非侵襲性膀胱癌的標凖療法,而且是同類療法中最成功的療法之一。接受過疫苗治療的膀胱癌患者對阿爾茨海默氏症的易感程度較低,目前正在進行臨牀試驗,看看它是否能降低斑塊的發病率。斑塊是與該病相關的異常蛋白質團塊。

阿比解釋,雖然打疫苗是好的,但劑量越多,這些無法解釋的有益效果往往越強。「不知何故,免疫系統會對增強積極反應,」他說。

我們很多人在出生後的頭幾個月就注射了卡介苗疫苗,這從本質上提升了人類的免疫系統。

卡介苗被認為重新編程了免疫系統的DNA。
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卡介苗被認為重新編程了免疫系統的DNA。

事實上,似乎不僅僅是疫苗能夠做到這一點,那些被麻疹等病原體自然感染並存活下來的人,比那些從未被感染的人有更好的長期生存前景。原因尚不清楚,但再次強調,這是由於身體接受的免疫訓練有助於對抗其他疾病。

奇怪的是,儘管這些潛在的好處已經被認為每年拯救數百萬人的生命,阿比認為它們的潛力並沒有被最大化。「我寧願說相反的情況,」他說。首先,目前在設計疫苗接種計劃時沒有考慮到這些因素。這是有問題的,因為不是所有的疫苗都有同樣的生產能力。

疫苗效果有男女之分

麻疹疫苗就是一個例子。上世紀90年代,當阿比和他的團隊將一種新型疫苗引入幾內亞比紹時,他們震驚地發現,這種疫苗使女孩的死亡率增加了一倍,男孩的死亡率沒有增加。多年後,他們意識到了其中的原因。

百日咳、小兒麻痺症、天花、黃熱病和流感等多種疫苗都具有非特異性效果,但它們在含有活病毒的疫苗中效果最好。這些「活」疫苗是通過使用仍能自我複製的病原體製造出來的,並將其削弱,使其不那麼有害。另一方面,「滅活疫苗」涉及被高溫或化學物質「殺死」的細菌或病毒,因此無法繁殖。

活疫苗具有隱蔽好處,而滅活疫苗沒有,因此注射活疫苗的順序很重要。

現在有越來越多的證據表明,如果兒童在接種活疫苗後再接種滅活疫苗,就會抵消掉它本來可以帶來的一些好處。

在幾內亞比紹引入新的麻疹疫苗之前,正常的做法是在9個月時接種滅活的白喉、百日咳和破傷風(DTP)疫苗,然後接種活麻疹疫苗。但是新疫苗是在四個月後注射的,這意味著DTP最後注射。(其他滅活疫苗如果沒有按順序接種,也可能會破壞有益的效果,比如小兒麻痺症。)

雖然科學家們現在已經意識到疫苗接種順序的重要意義,但是阿比說,這仍然沒有被列入常規考慮,因此許多兒童可能會錯過他們的隱蔽益處。

目前還不清楚為什麼疫苗的序列只對女孩有影響,部分原因是關於男性和女性免疫系統有何不同的研究很少。」不知為何,免疫學對性別是盲目的,「阿比說。他說:」如果你讀過有關低收入國家死亡率的研究,就會發現沒有男孩和女孩之分,只有兒童。所以我們認為死亡率對性別來說必須是一樣的,但其實絶對不一樣。「

儘管野生天花已在被根除,但使用天花疫苗治療仍可帶來其他健康益處。
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儘管野生天花已在被根除,但使用天花疫苗治療仍可帶來其他健康益處。

研究一再表明,女性的免疫系統比男性更強——她們不太可能因為感染而患上重病,不太容易患癌症或出現自身免疫性疾病和過敏等過度反應。女性對接種疫苗也會產生更強的免疫反應。

」女性的免疫系統非常不同,原因很明顯,她們要能夠懷孕,不會排斥胎兒。因此,你必須有免疫系統,有更複雜的反饋機制。從出生起就是這樣。「阿比說。

如果在規劃疫苗接種方案時考慮到疫苗的意外效應,以及如何最好地從中受益,估計每年還可以避免110萬人死亡。同樣,忽視它們後果可能是災難性的。

根除悖論

1980年,世界衛生大會宣佈,經過長期而堅韌不拔的為世界兒童接種天花疫苗的運動,天花已經被根除。但是當病毒被逼絶種的時候,其他東西也消失了——疫苗。在英國,1971年以後出生的兒童不會接種這種疫苗,這可能對他們的健康產生嚴重影響。

」在幾內亞比紹和丹麥,天花疫苗具有非常強的有益效果。但是當我們移除疫苗時,沒有單獨研究表明這意味著什麼。「阿比說。

阿富汗是少數幾個尚未根除小兒麻痺症的地區之一。(Credit: Getty Images)
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阿富汗是少數幾個尚未根除小兒麻痺症的地區之一。

現在,世界即將接近另一場勝利。脊髓灰質炎已經從全球幾乎每個角落蔓延開來,在尼日利亞被根除後,本月早些時候,非洲正式宣佈消滅了這種病毒。現在只在阿富汗和巴基斯坦的一小部分地區發現這種病毒。

這讓人擔心接下來會發生什麼。與天花疫苗一樣,脊髓灰質炎疫苗也伴隨著大量的非特異性效果。例如,2004年,儘管脊髓灰質炎在幾內亞比紹幾乎已經完全根除,但它在一定程度上降低了兒童死亡率約67%。

」可能是當我們根除了這種疾病,我們就停止了活疫苗。我們認為做的是好事,但實際上在增加死亡率。「阿比說道。

幾十年來,反疫苗運動一直在錯誤地引發人們對疫苗的懷疑,但諷刺的是,疫苗隱藏的唯一秘密是,它們對人類的好處超乎任何人想象。

也許是時候意識到疫苗的全部潛力了,否則就太晚了。

 

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