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。
用法用量
口服糖丸劑:嬰兒一般于第2、4、6月齡時各服一丸。1.5歲~2歲,4歲和7歲時再各服1丸(直接含服或以涼開水溶化後服用)。
口服液體疫苗:初期免疫3劑,從出生第2個月開始,每次2滴,間隔4周~6周,于4歲或入學前加強免疫1次,可直接滴于嬰兒口中或滴于餅幹上服下。
影響因素
3次服苗後,保護率可達90%以上。血清中3型抗體陽性率可達95%以上。同時抗體可阻止野病毒在腸道生存。腹瀉、冷鍊保存情況均為影響疫苗效果的因素。
儲運
OPV對熱敏感,應在低溫條件下儲運。-20℃以下有效期為2年;2~8℃有效期1年(疫苗包裝标簽隻能規定一種保存溫度及有效期)。
注意事項
1、接種脊髓灰質炎疫苗前家長應向醫生如實告知寶寶的身體情況,因為發熱、腹瀉、服用藥物、患有急性傳染病等情況都會影響疫苗接種的成功率。
2、過敏體質和抵抗力低下的寶寶應慎重接種脊髓灰質炎疫苗。
3、口服糖丸時要先用少量涼開水将糖丸化開,之後的半小時~一小時,不宜給寶寶喂超過37℃的食物或水,以免高溫緻使糖丸(減毒活疫苗)失效。
4、若是接種脊髓灰質炎滅活疫苗,疫苗接種部位通常不能沾水,建議在接種前一天為寶寶洗澡。
5、疫苗接種後,家長不要急着離開,應該留觀30分鐘以上。
6、接種後,要注意在24小時不要給寶寶洗澡。
7、有的寶寶可能會出現接種部位紅腫、疼痛、微癢、低燒等情況,不過,一般這些輕微反應會在48小時後自行消退,不需要做特殊處理。
8、家長可以給寶寶多喝水,并注意觀察寶寶體溫變化及注射部位情況。如果出現劇烈的反應如寶寶哭鬧不止或體溫超過38.5℃時,建議及時去醫院就診。