疫苗不为人知的神秘功效和抗病原理
一个多世纪以来，疫苗一直为人类提供隐蔽的、意想不到的保护。现在，科学家们正在努力找出疫苗是如何做到的。
彼得•阿比（Peter Aaby）摇了摇头，好像还是不能相信。他说：“这才刚刚开始——非常奇怪的事情发生了。” 今天，阿比在他的国家丹麦通过Skype和我交谈。在过去40年里的大部分时间，他都是在几内亚比绍（Guinea-Bissau）度过的。几内亚比绍是一个贫穷的西非小国，过去曾被殖民，不断发生麻烦，最近还经常发生政变。1978年，他搬到那里，建立了一个慈善机构——班提姆健康项目（Bandim Health Project）。 当时还没有麻疹疫苗接种的国家规划，因此在一次极具破坏性的疫情爆发后，该机构决定将工作重点放在为当地儿童提供疫苗上。 接种疫苗大约一年后，他们有了惊人的发现：接种过麻疹疫苗的人比未接种的人死亡率低50%。“太令人震惊了，”阿比说，但原因并不像一开始想的那样。 事实上，麻疹在其它地方导致的儿童死亡率不足几内亚比的一半。根据最初死于该病的人数比例，疫苗的效果应该远不如以前。这些数字无法叠加。“我们问自己，这是怎么做到的？”阿比说。 大规模试验发现，疫苗接种将儿童的死亡率降低了三分之一(其他研究得出的估计数字要高得多)，而其中只有4%的下降是因为疫苗预防了儿童感染麻疹。这就是阿比称之为“非特异性效应”的神秘力量。 意外惊喜 一个多世纪以来，某些疫苗一直在为我们提供隐蔽的额外保护，这种保护远远超出了我们的预期。 来自贫穷非洲国家几内亚比绍的试验证据表明，疫苗往往能预防其他疾病。 这些神秘的效应不仅能让我们安全度过童年，还能降低生命中每个阶段的死亡风险。几内亚比绍的研究发现，在接种天花疫苗时烙下伤疤的人中，80%更有可能在研究开始后三年依然存活，而在丹麦，科学家发现，童年时期接种结核病疫苗的人中，42%不太可能死于自然原因，直到他们到了45岁。在狗身上也是如此：在南非进行的一项实验发现，接种过狂犬病疫苗的狗存活率要高得多，远远超过了它们对狂犬病免疫的预期。 其他幸运的意外还包括，让我们远离与目标完全无关的病原体，降低过敏的严重程度，对抗某些癌症，帮助预防阿尔茨海默氏症。结核病疫苗目前正在测试其预防新冠病毒的能力，尽管这两种疾病背后的微生物完全不同——一个是由细菌引起的，另一个是由病毒引起的。这两者之间存在34亿年的进化过程。 尽管经过了几十年的研究，这些神秘的效应仍然没有泄露秘诀。但是，在我们了解之前，科学家们不愿意使之为我所用，因此这场竞赛是为了找出到底发生了什么。 卡介苗的好处 阿比工作到20世纪80年代才确认了疫苗的“非特异性效应”，但科学家们早就怀疑，当人类接种疫苗时，会发生一些奇怪的事。 以人类最古老的敌人之一结核病为例。 人类和这种香肠形状的细菌一起生活了至少4万年，在人类历史的大部分时间里，它就像被判了死刑。在三分之一的古埃及木乃伊中发现了这种细菌，可能传染给了尼安德特人。从20世纪初开始，这种细菌就夺走了数千万人的生命，包括有远见卓识的作家乔治•奥威尔（George Orwell）、政治人物埃莉诺•罗斯福（Eleanor Roosevelt）和放荡不羁的小说家弗朗茨•卡夫卡（Franz Kafka）。 转折出现在法国细菌学家艾伯特·卡尔梅特（Albert Calmette）和卡米尔·介兰（Camille Guerin）发明卡介苗的时候。卡介苗是通过逐渐改变在牛身上发现的细菌制造出来的，因为许多农场动物都带有自己的菌株。1921年第一次给一个孩子服用，到20世纪50年代，很明显这是规则的改变者；这种疫苗被认为对预防最严重的疾病有七八成效果。 在这早期，科学家们就注意到，卡介苗可以让出生后几个月的儿童死亡人数大幅下降有关。这总是令人不安——不太可能是因为疫苗预防了严重的肺结核病例，因为这种疾病通常需要一段时间才能发展。"下降了近七成，"荷兰内梅亨大学的免疫学家米哈伊·纳笛（Mihai Netea）说。“所以从一开始，有益效果就相当可观。” 肺结核已造成数千万人死亡。 科学家从那时起就知道，卡介苗不仅能降低死亡率，还能预防与结核病无关的感染，如流感、败血症和疱疹。 免疫训练 某些疫苗能使我们免于受到微生物伤害，一种可能的解释是，它们共享抗原——免疫系统用来识别外来入侵者的分子。例如，卡介苗可能会使人体接触到另一种细菌或病毒中也存在的特定蛋白质。但是，这种特殊疫苗也可以预防其他感染，因此似乎不太可能拥有相同抗原。 另一种观点认为，疫苗在无意中为免疫系统提供了更普遍的训练。最近的研究已经发现了支持这一观点的证据，其中包括一项发现：一组接受卡介苗治疗，然后暴露于结核以外病原体的年轻人与未接种疫苗的人产生了不同的免疫反应。 令人惊讶的是，这表明，这些奇怪的有益影响并非来自适应性免疫系统——疫苗被设计用来触发的那种免疫系统，包括学会寻找特定病原体的细胞。这些有益影响是先天免疫系统。这很不寻常，因为这种更原始的、一般的防御系统被认为不能以同样的方式进化和适应。 “卡介苗重新编程了免疫系统的DNA，”阿比说。“这意味着你已经产生了针对结核病的免疫力，但你也训练了免疫系统。” 这也许可以解释为什么疫苗还可以保护人们免受某些癌症和痴呆症的伤害，因为免疫系统在两者发展中都扮演着重要角色。我们的免疫细胞不断在身体里寻找突变的组织来破坏，而癌症在服用免疫抑制药物的人身上明显更常见。与此同时，长期以来，挥之不去的炎症被认为与阿尔茨海默病有关，而阿尔茨海默病与克罗恩病等免疫状况有关。 令人惊讶的是，卡介苗现在已成为非侵袭性膀胱癌的标准疗法，而且是同类疗法中最成功的疗法之一。接受过疫苗治疗的膀胱癌患者对阿尔茨海默氏症的易感程度较低，目前正在进行临床试验，看看它是否能降低斑块的发病率。斑块是与该病相关的异常蛋白质团块。 阿比解释，虽然打疫苗是好的，但剂量越多，这些无法解释的有益效果往往越强。“不知何故，免疫系统会对增强积极反应，”他说。 我们很多人在出生后的头几个月就注射了卡介苗疫苗，这从本质上提升了人类的免疫系统。 卡介苗被认为重新编程了免疫系统的DNA。 事实上，似乎不仅仅是疫苗能够做到这一点，那些被麻疹等病原体自然感染并存活下来的人，比那些从未被感染的人有更好的长期生存前景。原因尚不清楚，但再次强调，这是由于身体接受的免疫训练有助于对抗其他疾病。 奇怪的是，尽管这些潜在的好处已经被认为每年拯救数百万人的生命，阿比认为它们的潜力并没有被最大化。“我宁愿说相反的情况，”他说。首先，目前在设计疫苗接种计划时没有考虑到这些因素。这是有问题的，因为不是所有的疫苗都有同样的生产能力。 疫苗效果有男女之分 麻疹疫苗就是一个例子。上世纪90年代，当阿比和他的团队将一种新型疫苗引入几内亚比绍时，他们震惊地发现，这种疫苗使女孩的死亡率增加了一倍，男孩的死亡率没有增加。多年后，他们意识到了其中的原因。 百日咳、小儿麻痹症、天花、黄热病和流感等多种疫苗都具有非特异性效果，但它们在含有活病毒的疫苗中效果最好。这些“活”疫苗是通过使用仍能自我复制的病原体制造出来的，并将其削弱，使其不那么有害。另一方面，“灭活疫苗”涉及被高温或化学物质“杀死”的细菌或病毒，因此无法繁殖。 活疫苗具有隐蔽好处，而灭活疫苗没有，因此注射活疫苗的顺序很重要。 现在有越来越多的证据表明，如果儿童在接种活疫苗后再接种灭活疫苗，就会抵消掉它本来可以带来的一些好处。 在几内亚比绍引入新的麻疹疫苗之前，正常的做法是在9个月时接种灭活的白喉、百日咳和破伤风（DTP）疫苗，然后接种活麻疹疫苗。但是新疫苗是在四个月后注射的，这意味着DTP最后注射。(其他灭活疫苗如果没有按顺序接种，也可能会破坏有益的效果，比如小儿麻痹症。) 虽然科学家们现在已经意识到疫苗接种顺序的重要意义，但是阿比说，这仍然没有被列入常规考虑，因此许多儿童可能会错过他们的隐蔽益处。 目前还不清楚为什么疫苗的序列只对女孩有影响，部分原因是关于男性和女性免疫系统有何不同的研究很少。”不知为何，免疫学对性别是盲目的，“阿比说。他说：”如果你读过有关低收入国家死亡率的研究，就会发现没有男孩和女孩之分，只有儿童。所以我们认为死亡率对性别来说必须是一样的，但其实绝对不一样。“ 尽管野生天花已在被根除，但使用天花疫苗治疗仍可带来其他健康益处。 研究一再表明，女性的免疫系统比男性更强——她们不太可能因为感染而患上重病，不太容易患癌症或出现自身免疫性疾病和过敏等过度反应。女性对接种疫苗也会产生更强的免疫反应。 ”女性的免疫系统非常不同，原因很明显，她们要能够怀孕，不会排斥胎儿。因此，你必须有免疫系统，有更复杂的反馈机制。从出生起就是这样。“阿比说。 如果在规划疫苗接种方案时考虑到疫苗的意外效应，以及如何最好地从中受益，估计每年还可以避免110万人死亡。同样，忽视它们后果可能是灾难性的。 根除悖论 1980年，世界卫生大会宣布，经过长期而坚韧不拔的为世界儿童接种天花疫苗的运动，天花已经被根除。但是当病毒被逼绝种的时候，其他东西也消失了——疫苗。在英国，1971年以后出生的儿童不会接种这种疫苗，这可能对他们的健康产生严重影响。 ”在几内亚比绍和丹麦，天花疫苗具有非常强的有益效果。但是当我们移除疫苗时，没有单独研究表明这意味着什么。“阿比说。 阿富汗是少数几个尚未根除小儿麻痹症的地区之一。 现在，世界即将接近另一场胜利。脊髓灰质炎已经从全球几乎每个角落蔓延开来，在尼日利亚被根除后，本月早些时候，非洲正式宣布消灭了这种病毒。现在只在阿富汗和巴基斯坦的一小部分地区发现这种病毒。 这让人担心接下来会发生什么。与天花疫苗一样，脊髓灰质炎疫苗也伴随着大量的非特异性效果。例如，2004年，尽管脊髓灰质炎在几内亚比绍几乎已经完全根除，但它在一定程度上降低了儿童死亡率约67%。 ”可能是当我们根除了这种疾病，我们就停止了活疫苗。我们认为做的是好事，但实际上在增加死亡率。“阿比说道。 几十年来，反疫苗运动一直在错误地引发人们对疫苗的怀疑，但讽刺的是，疫苗隐藏的唯一秘密是，它们对人类的好处超乎任何人想象。 也许是时候意识到疫苗的全部潜力了，否则就太晚了。