Our World in Data Smallpox

天花是唯一被成功根除的人类疾病。¹

它是一种由天花病毒引起的传染病，过去是导致死亡的主要原因，世界各地都有爆发的历史记录。它的历史死亡人数如此之大，以至于人们经常将其比作腺鼠疫。

因此，根除天花是全球卫生的一个重大成功故事。这是一种在各大洲流行并导致全球重大死亡的疾病，解决它导致了免疫学领域的关键进步。天花疫苗是第一种开发的疫苗。

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天花：疾病、传播和症状

什么是天花？

天花是一种由天花病毒引起的传染病。它直接或间接地从一个人传播到另一个人。天花病毒只感染人类——其他动物无法感染天花。

天花病毒有两种类型——重度天花和轻微天花——前一种类型更严重和致命。

它是如何传播的？

如果人们吸入或接触来自感染者的含有病毒的飞沫，则可能感染天花病毒。例如，咳嗽和打喷嚏会导致病毒通过飞沫传播。^{阿拉伯数字}

症状

天花的典型症状是皮疹——这些是覆盖患者全身的脓疱。感染天花病毒后，患者通常在 10-14 天（称为潜伏期）内没有症状，然后出现发烧和头痛等症状（类似于普通感冒），持续 2-3 天。由于这些症状并非天花所特有的，因此很难仅从症状中判断它们已被感染。³

平均而言，皮疹需要 24 小时才能覆盖身体，再过三周，皮疹就会变大，形成结痂，并最终脱落。幸存的病人将被终生标记为皮肤色素脱失，并在形成脓疱的地方留下疤痕。

患者的年龄特征

天花可以感染任何年龄的人。然而，在它流行的社会中，它主要影响儿童。流行人群中的成年人在他们生命的早期阶段就已经感染了该病毒，并且由于感染的唯一两种可能结果是死亡或生存和终身免疫，因此该病毒只能感染和传播以前从未接触过的个体：儿童。

在 17 世纪的英国，这导致儿童在感染天花后幸存下来之前不被视为家庭的正式成员。⁴

死亡

在已知感染重天花病毒的人群中，估计约有 30% 的人已经死亡。相比之下，轻微天花病毒的感染 较轻——它会导致不到 1% 的病例死亡。⁵

天花感染导致患者死亡的具体方式尚不清楚。² 牛津医学教科书指出，感染者可能会出现虚脱（完全疲惫）、毒血症（血液中的毒素）和低血压（低血压）等症状，这些症状都是由此引起的，但天花引起这些症状的机制尚不清楚。⁶

在死于天花的人中，死亡通常发生在症状开始后的 10 到 16 天内。⁷

成功抵抗感染并幸存下来的患者可能永远不会再感染天花。⁸ 他们将通过产生记忆细胞来培养对疾病的长期免疫力，这些记忆细胞可以快速检测和激活杀伤细胞来对抗他们将来遇到的天花病毒。

缺乏治疗

虽然天花是地方病，但从未有治疗方法。一旦一个人被感染，就不可能治疗他们——人们只能无奈地让疾病发展下去，希望他们能活下来。

如果疾病仍然存在，现代抗病毒药物现在可能允许治疗这种疾病——疾病控制和预防中心 （CDC）⁹ 现在将三种抗病毒药物列为潜在的治疗选择。

天花的起源

天花病毒的起源和感染人类的时间尚不确定。

天花的典型症状——皮疹和脓疱——已在埃及可追溯到公元前 1100-1500 年的木乃伊个体中被发现。¹⁰

其中一位是法老拉美西斯五世，他死于公元前 1157 年。下面的头骨照片显示了小脓疱，尤其是他的脸颊。¹¹

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使用古基因组学证据进一步探索了天花的起源和进化，其中包括对木乃伊个体的古代基因组和墓葬中的其他样本进行测序，并对其进行分析以查看它们的密切关系以及它们何时可能共享一个共同的遗传祖先。¹³

从一名 400 岁的立陶宛儿童中提取的第一个古代基因组表明，现代天花病毒株之间的主要分歧发生在最近两个世纪内。¹⁴

但后来发现了来自公元 600 年至 1050 年维京时代样本的另外四个基因组，对这些样本的分析表明，这种分化实际上发生在 1700 年前左右。他们还揭示了一个已灭绝的谱系，这表明天花在欧洲的传播范围比历史记录所表明的要广泛。¹⁵

古代 DNA 在我们理解天花的进化历史方面一直很重要，但确定病毒起源和进化的基因组分析仍然具有挑战性。

一个原因是，当疫苗接种首次出现时，它导致了对天花病毒的巨大进化压力，并导致其一些毒株灭绝。另一个原因是我们可能还没有发现足够广泛的古代样本多样性。这些因素可能会扭曲基因估计，并使了解病毒实际出现时间的努力复杂化。¹⁶ 他们还强调了进一步研究以更好地了解天花病毒的起源和历史的必要性。

实证观点

有多少人死于天花？

唐纳德·亨德森 （Donald Henderson） — 指导了世界卫生组织在全球范围内根除天花的计划 — 在他的评论论文“根除天花——过去、现在和未来概述”中报告说，仅在 20 世纪，“估计就有 3 亿人死于这种疾病”。¹⁷

他还指出，在其存在的最后一百年中，天花杀死了“至少五亿人”。¹⁸ 一个世纪以来，这相当于平均每年约有 500 万人死亡。

欧洲的长期天花死亡人数

该图显示了一些欧洲国家的长期死亡率。在有数据的欧洲国家/地区，数据跨度为 1774 年至 1900 年。

这里说明了两种现象。

首先，瑞典的数据早于 1796 年天花疫苗，显示了 18 世纪天花的巨大疾病负担和流行性。在高峰期，瑞典每 7 人中就有 1000 人死于天花，而且这种地方病的爆发不稳定。

其次，在 1870 年至 1871 年的普法战争期间，较早通过疫苗接种立法的国家的天花死亡率下降幅度更大，伤亡人数也更少。

奥地利和比利时——这两个国家都没有强制接种天花疫苗——从 1875 年开始仍然记录了大量天花死亡人数，而其他欧洲国家此时已经大大降低了天花死亡人数。

即便如此，到 19 世纪末，天花在每个欧洲国家仍然流行。

天花病例数

按国家/地区划分的天花病例

该图表描述了 1920 年至 1977 年间大多数国家报告的天花病例数。

您可以看到，到 1966 年世界卫生组织 （WHO） 启动其强化消灭天花计划时，西欧和北美的大多数国家几乎已经消灭了天花。

但是，南美洲、非洲和亚洲的国家/地区，尤其是印度，仍然记录了非常大的数字 — 请注意下面颜色括号中的巨大差异。

全球天花下降

图表中显示了有关天花病例数量的全球数据。此处显示的是 1920 年至 1977 年最后一例全球报告的天花病例数。

1920 年至 1978 年间报告的天花病例数为 1160 万例——但这个数字肯定比实际病例数要少，尽管我们不知道具体有多少。

尽管天花很容易看到，因此应该相对容易记录，但在此之前没有专门整理这些数据的国际组织，这意味着报告的病例数可能大大低于实际病例数。

Crosby （1993） 估计，到 1967 年，每年仍有 10-1500 万人感染天花。相比之下，下面报告病例的图表显示同年只有 132,000 例。¹⁹

在我们的文章中阅读更多内容：

按地区划分的天花下降

下图显示了截至 1977 年（最后一例天花病例）的报告病例数，按世界区域细分。

尽管绝对数字几乎可以肯定太低了（如上所述），但可以看出南亚的天花病例数是迄今为止最高的。

这主要是由印度的发病率驱动的：例如，在 1973 年，在一个每周报告大约 500 例病例的邦，WHO 搜索小组发现实际上有 10,000 例病例。²⁰

根除天花

最后一次重度天花感染于 1975 年 10 月在孟加拉国记录，而最后一次轻微天花感染发生在两年后的 1977 年 10 月 26 日在索马里梅尔卡。

在接下来的两年里，世卫组织小组在非洲大陆搜索了更多出现皮疹样症状的人的天花病例，皮疹样症状可能是多种疾病的症状。他们没有发现更多的天花病例。

1978 年，英国发生了一起实验室事故，天花病毒样本通过大学实验室的通风系统传播，感染了两人，造成一人死亡。²¹

世界地图显示了每个国家记录最后一例天花流行病例的年份。如您所见，欧洲、北美和澳大利亚相对较早地成功地消除了天花，大部分是在 1940 年代。这早于 1966 年启动的 WHO 强化消灭天花计划。

几十年后，即 1960 年代和 1970 年代，撒哈拉以南非洲、拉丁美洲和亚洲的国家消除了天花。

1980 年 5 月，世界卫生组织的管理机构世界卫生大会正式宣布在全球范围内消除天花，这是人类历史上第一次根除天花。

它进一步 “建议所有国家停止接种疫苗，所有实验室都应销毁其剩余库存或将其转移 ”到两个经过认证的高度安全实验室之一。一个在莫斯科（国家病毒学和生物技术研究中心），另一个是亚特兰大的疾病控制和预防中心 （CDC）。^{阿拉伯数字}

这是已知的仅有的两个仍然保存天花病毒样本用于研究目的的地方。

全球衰落和根除是如何实现的？

天花

天花的发现

对抗天花的进展始于天花传播，天花传播是指故意用减弱或较温和的天花病毒感染人们。有时也是接种。

在 1000 年之前，印度和中国的人们已经观察到，从天花感染中幸存下来的儿童可以免受未来任何疾病爆发的影响。因此，他们开发了一种程序，涉及 3 岁儿童用鼻吸入干燥的天花结痂。^{阿拉伯数字}

另一种常用的技术，其来源尚不清楚，涉及将天花患者脓疱中的液体注射到健康人的皮肤下。这通常会导致较轻的天花感染，然后该人会产生对这种疾病的免疫力。

这两种做法都被称为天花（接种）技术。

然而，天花也有缺点。一是，在轻度感染过程中，该人成为疾病携带者，并可能感染其他人。此外，很难控制感染的严重程度——它有时会发展成可能导致死亡的全面天花病例。²²

这意味着这种做法通常会降低感染的严重程度和死亡的可能性，但存在风险并且无法消除病毒。

制度化天花治疗

英国大使的妻子玛丽·沃特利·蒙塔古夫人（Lady Mary Wortley Montague，1689-1762 年）是推动英格兰政府强制接种天花疫苗的力量。

她年轻时曾感染过天花，26 岁的弟弟也因天花去世。她于 1717 年抵达伊斯坦布尔时首次了解到天花疗法，那里通常采用天花疗法。她后来让大使馆为她的两个孩子接种了疫苗。

有关这种做法的消息在王室中传播开来。经过以下试验，医生查尔斯·梅特兰 （Charles Maitland） 于 1722 年成功地为威尔士王妃的两个女儿接种了天花疫苗。此后，天花检测在英国成为一种普遍做法，并在其他欧洲国家广为人知。

当法国国王路易十五于 1776 年 5 月死于天花，他的继任者和孙子路易十六在一个月后接种了天花病毒时，它成为一种更加成熟的做法。

天花疫苗

18 世纪末，英国外科医生和内科医生爱德华·詹纳 （1749-1823） 率先推出了有史以来第一次针对传染病的疫苗接种。

他在 8 岁时通过天花接种，后来作为一名外科医生，天花接种是他工作的一部分。²³

他还观察到，患有牛痘的人随后会对天花天花天花产生非常轻微的反应，如果有的话。这是因为牛痘病毒和天花病毒是同一个病毒家族的成员，称为正痘病毒，并且提供了对彼此的免疫力，这是他在不知不觉中观察到的。

他假设使用牛痘病毒进行天花治疗也可以保护儿童免受天花的侵害。由于牛痘感染要温和得多，而且从不致命，这将消除天花儿童成为天花携带者，有时死于病毒发展成全面感染的问题。此外，它还可以减少天花病毒生存所需的人类数量，并将天花的消除并最终根除带入可能性的领域。

1796 年 5 月，詹纳为一名男孩接种了牛痘疫苗，几个月后又接种了天花病毒。当男孩没有因天花注射而出现任何天花症状时，他关于牛痘可以预防天花的假设得到证实，这激发了他进一步的研究试验。

最初，詹纳在传播他的发现方面面临重大障碍。当他向英国皇家学会编辑的《哲学汇刊》（Philosophical Transactions）杂志提交一篇概述他的发现的论文时，该论文被拒绝了。他们甚至建议他不要再追求他的想法，指出这对他的事业和声誉产生了不利影响。他没有气馁，在两年后，即 1798 年，他自费出版了他的作品，并增加了审判的数量。他还继续说服同事，并在其他英国城市向他们提供疫苗，他的新程序后来被称为疫苗接种（源自拉丁语中的奶牛，Vacca）。

到 1802 年，英国议会确实承认了他的重要贡献，并授予他 30,000 英镑。与此同时，疫苗接种已蔓延到欧洲大部分地区和新英格兰地区。²⁴

他 1798 年出版的《对被称为牛痘的天花牛痘的调查》在三年内被翻译成德语、法语、西班牙语、荷兰语、意大利语和拉丁语。美国总统托马斯·杰斐逊 （Thomas Jefferson） 是在美国广泛应用疫苗接种的重要人物，1806 年，他在一封信中感谢爱德华·詹纳 （Edward Jenner） 的发现，并预言“子孙后代只会通过历史知道，令人厌恶的天花存在，而你们已经灭绝了。²⁵

该图表显示了 1629 年至 1902 年伦敦因天花死亡的人数占伦敦所有死亡人数的比例，该图表显示了因詹纳疫苗而死亡的天花死亡人数占伦敦所有死亡人数的比例。在 1796 年引入天花疫苗之前，每年约有 7% 的死亡是由天花引起的。疫苗推出后，天花死亡人数明显下降。

消灭天花计划

直到世界卫生组织 （WHO） 成立，才引入了生产天花疫苗的国际质量标准。这将抗击天花的斗争从国家议程转变为国际议程。这也是首次进行关于天花流行率的全球数据收集。

到 1959 年，世界卫生组织 （WHO） 的管理机构世界卫生大会通过了一项在全球范围内根除天花的决议。但直到 1966 年，才向“强化根除天花计划”提供资金，以加大根除天花的努力。

到 1966 年，由于各国政府的努力，天花感染人数已经大大减少。尽管如此，人们对根除疾病的可行性持怀疑态度，因为之前一些根除疾病（如疟疾和雅司病）的努力都失败了。此外，强化消灭天花计划的资金不足以满足全球需求，从而导致疫苗短缺。²⁶

此外，持续的全球化和国际航空旅行的增长导致该疾病不断重新引入以前设法消除天花的国家。

克服最后一英里问题：环围疫苗接种

利用天花通过空气飞沫传播的事实，极大地促进了天花的根除。

最初，WHO 奉行大规模疫苗接种策略，试图为尽可能多的人接种疫苗，希望群体免疫（在我们的疫苗主题页面上解释）能够保护整个人群。然而，很快，疫苗接种工作就针对当地天花病例，因为天花是通过病人的空气飞沫传播的。这种做法被称为“环围疫苗接种”。

在过去两周内与天花患者直接接触的人被隔离并接种疫苗。这种方法的缺点是，如果病毒从海外重新引入，它很容易传播。例如，孟加拉国就是这种情况，该国以前一直消灭了天花，直到 1972 年天花才从与印度接壤的边境带回。²⁷

尽管存在重新引入的风险，但环围疫苗接种大大降低了根除运动的成本。接种的疫苗数量下降，天花日益得到控制。^{阿拉伯数字}

天花病毒的最后据点之一是印度。虽然 58 年全球报告的天花病例中有 1973% 发生在印度，但这一比例在 1974 年增加到 86%。²⁸ 然而，疫苗接种运动的重大推动成功地在 1976 年将印度的感染人数降至零。

相关性和后果

对预期寿命的影响

天花天花疫苗和天花疫苗接种对预期寿命有显著影响吗？

许多人声称，接种天花疫苗是对预期寿命产生积极影响的首批措施之一。Angus Deaton （2013） 根据 Razzell （1977） 的一本书提出了这一说法，该书回顾了 18 世纪英国各个县现有的出生、洗礼和埋葬记录。^29 30

很难证明这种说法，因为在 1796 年天花疫苗开发并被各国采用之前，关于预期寿命和天花病例或死亡的高质量数据数量有限。

大约 30% 的高病死率（重天花病毒）意味着天花缩短了许多人的寿命。由于该病毒主要影响儿童，因此天花死亡可能对平均预期寿命产生了不成比例的影响。

下图显示了 1774 年至 1900 年瑞典的预期寿命与天花死亡人数。

1779 年、1784 年、1789 年、1795 年和 1800 年记录了大规模的天花爆发。这些年与预期寿命的急剧下降相吻合，这意味着天花流行确实对预期寿命产生了重大影响。

此外，现有数据显示，从 1800 年开始，疫苗开发后，伦敦和瑞典（下图）的死亡率急剧下降。

詹纳的疫苗似乎对延长预期寿命产生了显着影响，但据我们所知，这还没有得到大量详细的研究。³¹

天花的成本及其根除

到 1967 年世界卫生组织启动强化消灭天花计划时，许多国家（其中大多数是高收入国家）已经消灭了天花。因此，根除天花的总成本非常难以估计——因为各个国家的计划可以追溯到公共卫生支出记录存在之前。

尽管如此，据估计，从 1967 年到 1977 年，强化根除天花计划总共花费了 3 亿美元³²，其中三分之一的资金由国际捐助者提供，其余三分之二由流行国家政府资助。³³

除了直接项目成本外，天花还以牺牲经济绩效的形式产生了更高的间接成本。

据估计，在 1967 年强化根除天花计划开始时，中低收入国家每年因天花而造成的损失超过 10 亿美元，其中超过 2000 万美元专门用于护理感染患者。³⁴ 个工业化国家的成本要低得多：1968 年为 3.5 亿美元，其中包括疫苗接种计划和缺勤成本。³⁵

总体而言，全球发展中心³⁶ 估计，在 1960 年代后期，天花的直接和间接成本使世界损失约 13.5 亿美元。

在根除疫苗后，各国现在不必花钱开发和管理疫苗。关于根除天花而节省的费用的估计存在，但我们不知道我们认为可靠的估计。³⁷ 元

Sophie Ochmann, Saloni Dattani, and Max Roser (2018) - “Smallpox” Published online at OurWorldinData.org. Retrieved from: 'https://ourworldindata.org/smallpox' [Online Resource]

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