原创王新宇华山感染
我们讲过了流感疫苗的历史,也讲过了麻疹疫苗的历史,知道了流感病*和麻疹病*是两种截然不同的病原体,主要侵犯的人群和临床表现都不一样。但两者却也有类似之处,就是一旦感染,最致命的原因却不一定是病*本身,而往往是继发的细菌感染引起的肺炎。今天我们就一起来看看,科学家是如何为预防这个曾经威胁人类寿命的头号杀手而努力的?
暴发在新兵营的致命肺炎
年第一次世界大战如火如荼,然而那年冬天却是美国东部有史以来最寒冷的一个冬季。美国刚对德宣战不久,新兵营里塞满了刚招募的士兵,还有几十万人住在帐篷里。
在那个难熬的寒冬里,麻疹很快在这些过度拥挤的新兵营房里流行起来。麻疹通常只发生在儿童身上,症状大多数只是发热、出皮疹、咳嗽、流鼻涕以及身体不适。但就像其他儿童传染病一样,尤其是病*性疾病,当成年人感染时,重症病例的比例会比儿童高得多。
一战时美国的新兵营暴发麻疹和流感,大量新兵死于肺炎
当时,研究人员尚未研制出预防麻疹的疫苗,也没有治疗用的免疫血清,因此对于突然暴发的麻疹感到束手无策。然而,导致大部分患者的主要死因是继发细菌感染,麻疹病*削弱了人体自身的免疫防御能力,细菌乘虚而入引发继发感染。
当时,所有麻疹并发症中最为致命的当属肺炎。从年9月到年3月流感暴发前的半年间,一共有名美国士兵患肺炎而病倒,其中人死亡,几乎所有的肺炎都是由麻疹引起的。
此后,年大流感暴发,更是使得全世界数千万人死于流感及其诱发的细菌性肺炎。
肺炎:曾经威胁人类寿命的头号杀手
肺炎导致原本柔软且富弹性的肺变得坚硬、失去弹性
肺炎是指肺组织中实质的炎症,绝大多数肺炎几乎都是由感染引起:随着某种微生物侵入肺部,机体会启动抗感染机制,结果由各种细胞、酶、细胞残骸、体液以及瘢痕组织组成的炎症混合物逐渐增厚并导致肺部发生实变。原本柔软、多孔且富弹性的肺变得坚硬、紧密、失去弹性。
一旦肺部出现大面积实变,就不再能把氧气输送入血流,病人就会死亡。即使肺炎的病原体只是侵犯了部分肺部,没有影响氧气的交换,但还有一种情况是原本在肺部的细菌通过了肺血管壁进入血流中后就会随血流感染全身,同样造成死亡。
年前,肺炎一直是美国最主要的致死病因。并且肺炎一直和流感紧密相连,就连世界卫生组织统计时,也习惯性地将两者合并为同一种死亡原因,因为很多场合下,医生很难分辨患者是直接死于流感,还是死于流感继发的肺炎。
即便到了21世纪,我们已经拥有了抗生素、抗病*药物、吸氧以及重症监护病房的情况下,流感和肺炎仍列美国第五或第六大死因——每年都在这两个位置上变动,这取决于当年流感多发季节流行情况的严重程度。在所有传染病导致的死亡中,它们也是数一数二的主要原因。
流感要么通过大量病*侵染肺部直接引起肺炎,要么间接引发肺炎。后者更为常见,通过破坏机体某些部分的防御机制,使得细菌等所谓的继发性感染原在已毫无招架之力的肺上滋生。亦有证据表明,流感病*不仅能扫除机体的防御机制,而且特别能增强某些细菌对肺组织的黏附能力,从而令肺部更容易受到细菌侵染。
肺炎球菌:因为肺炎而得名的细菌
尽管有很多种细菌、病*及真菌可以侵犯肺部,但导致肺炎最常见的病因还是肺炎球菌,它既可以是原发性的也可以是继发性的感染原。
年,斯滕伯格在*队驻地一个临时实验室里工作,他从自己的唾液里首次分离出了这种细菌,并接种到兔子身上,发现这种细菌是致命的。三年后,有研究人员证明了这种细菌会在肺中飞快地克隆繁殖并导致肺炎,肺炎球菌因此得名。
年斯滕伯格从自己唾液里分离到链球菌
在显微镜下,肺炎球菌看起来是一种中等大小的椭圆或圆形的细菌,通常好几个连在一起,就像一条链子。不过,一般每个肺炎球菌只和另一个连在一起,像并排的两颗珍珠,所以以前也被称为肺炎双球菌。
如果暴露于阳光下,肺炎球菌90分钟之内就会死掉;但如果在阴暗的房间内,它可以在潮湿的痰液中存活10天左右。人们偶尔也能在灰尘颗粒上发现它的踪迹。高致病菌株的肺炎球菌感染力很强,它自己就能导致流行病的发生。
早期的全细胞灭活疫苗
早在年,动物实验表明,灭活的肺炎链球菌可引发保护性免疫力,以抵抗强*细菌的随后攻击。
肺炎球菌疫苗的首次临床试验于年在南非的金矿和钻石矿的本地工人中进行,该人群是大叶性肺炎高发的目标人群。在这些早期试验中,尚不清楚多种肺炎球菌血清型的存在和重要性。
年,洛克菲勒研究所的科学家们一共鉴别出了三种常见的完全独立的肺炎球菌菌株,可简单地称之为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。其他不常见的肺炎球菌统统归为Ⅳ型。当他们用制备出来的血清处理不同肺炎球菌菌种时发现,血清中的抗体只和与自己相匹配的菌种结合,与其他则不发生作用。这种结合不需要用显微镜观察,在试管中就能够看到:细菌与抗体形成了凝块。这个过程被称为“凝集”,是一种特异性检验。肺炎球菌抗原异质性的认识随着年发表的文章而大大提高,这些文章清楚地表明,针对肺炎球菌感染的保护性免疫是血清型特异性的。
埃弗里一生致力于肺炎球菌的研究,获得多个突破性成果,为此获得年的拉斯科医学奖
年至年的流感大流行,再加上第一次世界大战,造成了导致肺炎球菌性肺炎发病率大幅上升的局面。由于旅行和拥挤的生活条件,新兵组成了一个特殊的高危人群,既造成感染的流行,又成为肺炎球菌疫苗测试的理想人群。
当时,试验结果被认为是非常令人鼓舞的。大叶性肺炎的病例数甚至减少了30%,这是令人欢迎的,因为没有其他预防措施。因此,全细胞疫苗在年和年在美国*队中得到广泛使用,并从年开始在南非的矿山中常规使用。
然而,灭活疫苗诱导的免疫力的持续时间成为致命伤。在一些早期试验中,该疫苗的保护作用似乎非常短暂,只有2至3个月。这一问题当时尚未得到