疫苗的革命

（一）微生物学时代和第一次疫苗革命

19世纪中叶，法国微生物学家巴斯德（Pasteur）为了解决发酵工业所遇到的困难和预防危害人类和家畜健康的烈性传染病，经过研究发现，空气中微生物的污染造成了有机物质的发酵与腐败，而病原微生物的传播引起了传染病的流行。在发酵工业的生产过程中，只要严密消毒，杜绝外界微生物的污染，肉汤和麦酒都不会腐败变质，从而证明有机物中是不可能自然产生微生物的。继巴斯德后，德国医生郭霍（Koch）从观察炭疽病原菌的特性和生长开始，发明了细菌染色方法、固体培养基以及实验性动物感染等手段。这些实验方法的发明，使得自1875年后的短短10余年间，发现了数十种人类和动物疾病的病原菌。19世纪末的一个重大发现是证实了可滤过的微生物，即病毒也能引起感染。病毒不仅比细菌小，更重要的是病毒需要寄生于活细胞中才能完成它本身的复制。1889年，首次发现人畜共患的口蹄疫是由病毒引起的传染病。不久，引起脊髓灰质炎、麻疹、天花和黄热病的病毒被相继发现。到了20世纪30年代和40年代，利用组织细胞培养和敏感动物接种，并辅以电子显微镜、超速离心、免疫荧光和免疫电镜等新技术，先后发现和分离出以百计的能引起人类和家畜传染病的病毒。

疫苗之父巴斯德对人类的伟大贡献不仅在于他证明了微生物的存在，而且是他史无前例地用物理、化学和微生物传代等方法有目的地处理病原微生物，使其失去毒力或减低毒力，并用他们作为疫苗给人接种而达到预防一批烈性传染病的目的。

在19世纪的最后二三十年，一个又一个被相继发现的细菌被认为是引起人类和动物烈性传染病的罪魁祸首，例如霍乱弧菌、鼠疫耶尔森菌及伤寒杆菌、炭疽杆菌、白喉杆菌和结核杆菌。郭霍发明的在固体培养基上分离细菌纯培养物的方法为巴斯德研制疫苗铺平了道路。巴斯德建立了免疫预防的原则，他在接种程序中，首先使用彻底减毒的细菌以保证安全性，随后再用低毒细菌加强免疫来增加免疫原性。巴斯德于1881年5月5日在法国进行了具有历史意义的公开实验。实验的成功使得炭疽疫苗短时间内在法国被广泛使用，至1882年初，共有7.9万头绵羊被免疫，并获得了良好的保护效果。

人类于1884年首次大规模使用疫苗来预防霍乱。1891年根据巴斯德的疫苗原则，将霍乱弧菌在空气中39℃连续培养以达到减毒目的。其后在印度的几个临床试验都证明了霍乱活疫苗的保护效果。霍乱死疫苗也有很好的短期保护效果。

巴斯德及其助手在获得炭疽疫苗的成功后，将患狂犬病动物的神经组织注射到兔的脑膜下，待兔子死亡后，将脊髓取出再给另一只兔子注射，这样将狂犬病毒在兔中一代一代传下去；然而他们发现如果将脊髓干燥15d后再给兔子注射就失去了传染性。巴斯德将干燥的兔子脊髓溶解在盐水中，给动物每天注射1次，连续注射14d获得了免疫保护力。早在4世纪初，东晋葛洪所著《肘后方》中，已有关于预防狂犬病的记载：“杀所咬犬，取脑傅之，后不复发。”

在19世纪末，往往在分离到新的病原菌后不久，相应的死疫苗很快就被研制出来并用于临床预防感染，例如鼠疫和伤寒死疫苗一直沿用至今。伤寒疫苗是于1896年用加热灭活的方法将细菌杀死后保存于酚中的一种死疫苗。到了1915年，这种疫苗已广泛地在欧洲和美国的军队中使用。在病毒方面，将黄热病的野生型病毒在去掉头部和脊髓的鸡胚组织中传代培养。经过10多年大约100次的传代，于1936年才获得1株失去了神经毒性的病毒，称为17D减毒活疫苗。此疫苗安全性好、免疫源性强、保护率高，被视为成功疫苗的典范。还有白喉和破伤风类毒素的发现，将白喉和破伤风毒素用甲醛处理以后，毒素失去了毒力却保留了其免疫原性，能刺激机体产生抗毒素的抗体。白喉和破伤风类毒素可称为最早的蛋白质亚单位疫苗。

以疫苗之父巴斯德于19世纪末研制的鸡霍乱疫苗、炭疽疫苗和狂犬病疫苗为标志的第一次疫苗革命，拯救了无数人的生命，大量的烈性传染病得到了控制，人类的平均寿命延长了数十年。这是科学家们对人类的伟大贡献，是疫苗立下的丰功伟绩。

（二）以重组DNA技术为代表的第二次疫苗革命

以巴斯德的工作为代表的第一次疫苗革命基本上是在细胞水平上进行研究和开发的结果。从20世纪70年代中期开始，分子生物学技术迅速发展，使得从事疫苗研究的科学家得以在分子水平上对微生物的基因进行克隆和表达。1986年用基因工程制备的乙型肝炎表面抗原获得成功并正式作为乙型肝炎疫苗用于临床。于此前后，肺炎、脑膜炎和流感嗜血杆菌的多糖和多糖蛋白耦联疫苗，以及无细胞百日咳、回归热和纯化蛋白质组分疫苗等也纷纷通过临床试验，形成了第二次疫苗革命。

（三）DNA疫苗引发了第三次疫苗革命

DNA疫苗又称基因疫苗或者核酸疫苗。这种核酸既是载体又能在真核细胞中表达抗原，刺激机体产生特异而有效的免疫反应，尤其能诱导产生细胞毒性T细胞，可有效地预防病毒、细胞内寄生的细菌和寄生虫所引起的传染病。由于DNA疫苗在作肌内注射时不需要任何其他的生物载体和化学佐剂，因而又称为裸DNA疫苗，截至1997年底，美国FDA已批准了艾滋病、流感、乙型肝炎、单纯疱疹病毒、疟疾和癌胚抗原DNA疫苗的第Ⅰ期或第Ⅱ期临床试验，其中疟疾DNA疫苗已进入第Ⅲ期临床试验。由DNA疫苗引发的第三次疫苗革命将为一些长期以来无法预防或者预防效果不理想的传染病提供有效的防控方法。由于DNA疫苗有制造方便、成本低、在室温中不会变性等优点，因而更吸引人。

展望21世纪，在天花、脊髓灰质炎被消灭后，其他传染病也将一个接一个地被控制和消灭，人类的平均寿命必将大大延长。