脊髓灰質炎疫苗:預防和消滅小兒麻痹的疫苗-中文百科頻道

發展曆程

早期

1936年時，紐約大學的研究助理莫裡斯·布羅迪（Maurice Brodie）利用猴子的脊髓作為病毒生長環境，并以甲醛殺死病毒，以制成脊髓灰質炎疫苗。由于難以獲得足量的病毒，使其嘗試剛開始就受到阻礙。在測試疫苗時，布羅迪首先以自己和多位助手來作實驗，接着再将疫苗接種于3000名兒童，其中多人出現了過敏反應，且沒有出現免疫作用。費城的病理學家約翰·科勒默（John Kollmer）也在同年宣稱研發出疫苗，不但同樣沒有使人免疫的能力，還造成了多名死亡案例。

美國國家脊髓灰質炎免疫計劃（National Polio Immunization Program）早期于佐治亞州哥倫布所進行的大型疫苗接種活動。

到了1948年，由約翰·富蘭克林·恩德斯所領導的波士頓兒童醫院團隊，在實驗室的人體組織中成功培養出脊髓灰質炎病毒。恩德斯與同事托馬斯·哈克爾·韋勒和弗雷德裡克·查普曼·羅賓斯也因這項貢獻而獲得1954年的諾貝爾生理學或醫學獎。除此之外，同時期還有多項關鍵發現：包括病毒的3種血清型（serotype），也就是第一型（PV1，Mahoney）、第二型（PV2，MEF-1），與第三型（PV3，Saukett）；還有人體麻痹前血液中會出現病毒的現象，以及γ-球蛋白型态抗體在抵抗病毒方面的效用。

美國在1952年與1953年，分别增加了5萬8000與3萬5000個病例，高于先前每年約2萬人的增加速度。當時在紐約萊德利實驗室（Lederle Laboratories）的希拉裡·柯普洛夫斯基（Hilary Koprowski）曾宣稱在1950年成首先成功研發疫苗，不過直到沙克疫苗投入市場後5年，他的疫苗才正式脫離研究階段。此外，沙賓疫苗研發時所用的減毒性病毒樣本，也是由柯普洛夫斯基所提供，但他自己的疫苗因為部分會恢複緻病性而失敗。

沙克疫苗

第一種有效的疫苗，是匹茲堡大學的約納斯·沙克在1952年研發完成，這種疫苗稱為“去活化脊髓灰質炎疫苗”（inactivated poliovirus vaccine，IPV），又稱“沙克疫苗”，是利用3種血清型的緻病性病毒株所研發。這些病毒首先培養于一種稱為綠猴腎細胞（Vero cell）的猴子腎髒組織，之後再以福馬林處理使其失去活性。

注射沙克疫苗可使血液産生以免疫球蛋白G（IgG）為抗體的免疫作用，防止病毒血症（viremia）的發生，并保護運動神經元（motor neurons），進而阻礙脊髓灰質炎的感染，也因此降低了産生延髓型脊髓灰質炎（bulbar polio）以及後脊髓灰質炎綜合症（post-polio syndrome）的風險。不過由于此疫苗并無法保護腸道的黏膜内襯（mucosal lining），因此已接種沙克疫苗的人們仍可能持續散播疾病。

1954年，疫苗于賓州匹茲堡的阿森納小學（Arsenal Elementary School）與華生兒童之家（Watson Home for Children）展開試驗。之後又在湯瑪斯·弗朗西斯（Thomas Francis）的領導下，進行了一場稱為弗朗西斯實測（Francis Field Trial）的大規模試驗工作，一開始是在維吉尼亞州的麥克林（McLean）進行，對當地富蘭克林·謝爾曼小學（Franklin Sherman Elementary School）的大約4000名兒童進行接種；最後在美國的44個州中，總共有大約180萬名兒童受試。測試中約有440,000位兒童接受了一次以上的疫苗注射；另有210,000位兒童接受由培養基制成的安慰劑；對照組則是由120萬名無接受疫苗的兒童構成，并研究觀察他們是否受到脊髓灰質炎的感染。結果發表于1955年4月12日，這場測試顯示沙克疫苗在對抗PV1方面有60%到70%的效果；而對抗PV2與PV3的效果則達到90%以上。

沙克疫苗在1955年獲得許可，兒童接種活動也在不久後開始。March of Dimes組織在美國推動大規模防疫計劃，使美國到了1957年時，一年所增加的脊髓灰質炎病例減少到5600人。IPV疫苗在美國一直到1960年代仍廣泛使用。強效型的IPV在1987年于美國通過許可，是目前美國所用的疫苗之一。

沙賓疫苗

1963年美國疾病控制與預防中心的宣傳海報，圖中的蜜蜂稱“Wellbee”，用以鼓勵大衆接受口服沙賓疫苗。

在沙克疫苗獲得成功後數年，阿爾伯特·沙賓也研發出又稱“沙賓疫苗”的口服脊髓灰質炎疫苗（oral polio vaccine，OPV）。這種疫苗是利用減毒性活病毒所制成，原理在于使病毒處于低于一般體溫的非人類細胞中，進而使病毒的基因組自然發生突變。

減毒性的沙賓1号病毒株（Sabin 1 strain）與其帶緻病性的親代（PV1血清型）之間，共有57個核苷酸的發生替換；2号病毒株有2個核甘酸替換，使其毒性減弱；3号則有10個替換參與毒性的減弱。主要的減毒性因素在于突變發生于3株病毒的内部核糖體進入位點（internal ribosome entry site，IRES），使其中的莖環結構發生變化，減低病毒在宿主細胞中轉譯自身RNA模闆的能力。沙賓疫苗中的減毒性病毒在腸道，也就是感染的主要部位中能有效地複制；不過在神經系統組織中則否。此外，沙賓疫苗在服用上較為簡易，且免疫時間也較沙克疫苗為久。

1961年，第一型與第二型病毒的單價口服脊髓灰質炎疫苗（monovalent oral poliovirus vaccine，MOPV；單價疫苗是隻針對其中一型病毒的疫苗）獲得許可；隔年第三型MOPV的許可也獲通過。到了1963年，三價口服OPV許可通過，并逐漸取代去活化病毒，成為多數國家主要使用的疫苗類型。在1961時，全美國的病例隻剩下161例。

種類

我國将于2016年5月1日實施新的脊髓灰質炎（脊灰）疫苗免疫策略，停用三價脊灰減毒活疫苗（tOPV），用二價脊灰減毒活疫苗（bOPV）替代tOPV，并将脊灰滅活疫苗（IPV）納入國家免疫規劃。這次脊灰疫苗免疫策略的調整是全球消滅脊灰的統一行動，也是我國脊灰防控工作的實際需要。

脊灰病毒有I型、II型和III型三個血清型，相應的疫苗也需要包含三個血清型的疫苗毒株，即三價脊灰疫苗。我國在2000年實現了無脊灰的證實，但由于鄰近多國仍有脊灰野病毒的流行，為防止脊灰輸入病例的發生，2000年以來我國仍然繼續使用三價脊灰減毒活疫苗。2015年世界衛生組織宣布II型脊灰野病毒已經在全球範圍内被消滅，接種含II型毒株的減毒活疫苗已經沒有必要。為此，世界衛生組織決定全球停用三價脊灰減毒活疫苗，改用含有I型、III型兩個血清型的二價減毒活疫苗，同時要求各國應引入至少一劑次脊灰滅活疫苗。本次調整，包括中國在内的仍在使用脊灰減毒活疫苗的155個國家同步實施。