脊髓灰质炎的最后一战:根除脊髓灰质炎的全球斗争

Polio’s Last Stand: The Global Fight for Eradication

2024年9月19日

Cartoon promoting the March of Dimes.
宣传一角硬币游行的漫画。

来源:NARA & DVIDS公共领域档案

脊髓灰质炎是一种古老的疾病,几个世纪以来在世界范围内造成了严重的发病率和死亡率。它的历史因人类适应和生活方式的变化而变得复杂,预防和治疗的进步是由人类情感和个人经历推动的,这在历史上很少能与之匹敌。抗击脊髓灰质炎的进展向我们展示了疫苗拯救生命的力量,卫生和生活质量的改善对疾病传播的意想不到的影响,以及全球合作和发现的影响。

什么是小儿麻痹症?

脊髓灰质炎病毒是一种 属的成员肠道病毒在家庭内部小核糖核酸病毒科。脊髓灰质炎是一种 由脊髓灰质炎病毒引起的高度传染性疾病,对儿童影响最大。这种疾病通过粪-口途径在人与人之间传播,或者当某人接触到含有受感染粪便物质的食物或水时传播。一旦进入体内 病毒在口咽和肠粘膜中复制。从这一点开始,病毒进入颈部和肠系膜淋巴结(连接肠道和腹壁的膜上的淋巴结),然后进入血液,引起病毒血症,导致类似流感的疾病。这将是大多数感染脊髓灰质炎病毒的人的结果,特别是如果他们已经有一定程度的免疫力。然而,该病毒有时会侵入神经系统并导致瘫痪。200例感染中有一例会导致不可逆的瘫痪,而在瘫痪者中,高达10%的人会死于呼吸所需的肌肉固定不动。小儿麻痹症无法治愈;只有免疫接种才能打破感染循环。

历史上的脊髓灰质炎病毒

Egyptian stone carving showing person with polio.
埃及石雕显示患有小儿麻痹症的人。

来源:维基共享资源

直到19世纪晚期,脊髓灰质炎的流行才被记录下来或得到很好的描述。历史上零星的案例屡见不鲜,最著名的是 在古埃及艺术中,描绘瘫痪性脊髓灰质炎迹象的人物,比如腿和脚的枯萎和畸形。1789年,伦敦的一位儿科医生发表了第一份关于儿童麻痹性脊髓灰质炎的清晰描述。然而,当时只有零星的病例报告。因为脊髓灰质炎需要一个人类宿主,并且在人体外不会存活超过1-2周,所以这种疾病不会轻易传播,直到人们开始生活在更近、更大的群体中。

在19世纪晚期,流行病开始在欧洲和美国的工业化国家发生。继挪威和瑞典的小规模流行病之后,1894年在美国(佛蒙特州)发生了第一次大规模爆发,导致132例小儿麻痹。从那里,疾病进一步爆发,随之而来的是恐慌、恐惧和迷信。在高峰期,该病毒在1952年造成了21,000例麻痹性脊髓灰质炎病例和3,000例死亡。到了20世纪中叶,这种疾病已经蔓延到全球,并对 每年超过50万人。那些被感染但没有死于该疾病的人往往面临严重的疾病,包括慢性疼痛和永久性瘫痪,需要使用拐杖、轮椅、铁肺或其他呼吸设备来帮助他们呼吸。

改善卫生对脊髓灰质炎传播和严重性的影响

改善卫生和无菌状况有助于预防需要通过粪口传播的疾病,如脊髓灰质炎,这是有道理的。然而,当19世纪工业化国家的卫生状况得到改善时,小儿麻痹症在婴儿中的传播受到了意想不到的影响:严重的小儿麻痹症病例实际上增加了。科学家认为,脊髓灰质炎在历史上非常普遍,但由于恶劣的生活条件和不卫生的环境,人们更容易受到感染。 暴露的亲生父母在怀孕期间通过母乳为他们的婴儿提供免疫力。这是有帮助的,因为当它模仿类似流感的疾病时,具有母体免疫力的婴儿更有可能早期抵抗疾病。清洁环境中的婴儿在幼年时不再接触这种疾病,因为他们仍有一些母体免疫力,这使他们在以后的生活中面临感染这种疾病的风险,因为这种疾病更有可能是严重的。

Woman in wheelchair with polio in 1940s.
20世纪40年代患小儿麻痹症的轮椅上的女人。

来源:Flickr/jackcast2015

Dimes的进军及其对脊髓灰质炎研究的影响

1921年,美国前总统富兰克林·罗斯福感染了脊髓灰质炎病毒,导致双腿永久瘫痪。当时,公众对一个政治领袖的任何缺陷或弱点的了解都会受到强烈的指责和劝阻,罗斯福在困难环境下表现出的身体和精神力量对世界产生了重大影响。

罗斯福一生中还致力于为脊髓灰质炎病毒感染的受害者辩护。1926年,他帮助在佐治亚州的温泉城建立了一个康复中心。帮助其他脊髓灰质炎受害者。该中心的领导权后来移交给了他的法律合伙人巴兹尔·奥康纳,他将该倡议扩展为一个非营利基金会成立了国家小儿麻痹基金会。筹款最初依靠慈善活动,包括总统的年度生日庆祝活动,但随着脊髓灰质炎病例数量的持续上升,对资金的需求也在增长。

接下来的事情将标志着美国慈善事业的一个崭新而重要的时刻。1938年,一项名为“一角硬币的进军”的新筹款策略被引入。这一战略提出,每个人都能够支持脊髓灰质炎受害者,不管他们自己的手段或地位如何,即使这意味着只贡献一毛钱。公众被鼓励将一角硬币直接送到白宫。这场利用大众媒体和演艺人员的运动非常成功。这一举措不仅有助于资助病人护理和脊髓灰质炎研究,还展示了大众参与慈善事业的力量。最终,这些筹款支持了Jonas Salk在1955年开发脊髓灰质炎疫苗的研究。

Billboard sponsored by the National Foundation for Infantile Paralysis, which would become the March of Dimes, 1942.
由国家小儿麻痹基金会赞助的广告牌,这将成为1942年的一角硬币游行。

来源:罗斯福总统图书馆和博物馆的照片流/Flickr

Dimes March运动强调了协作和有效沟通在凝聚公众对卫生倡议的支持方面的关键作用,表明当公众充分参与和知情时,集体努力可以推动疾病预防和医学进步方面的变革性进展。

疫苗

脊髓灰质炎疫苗开发的早期工作

尽管如此,随着脊髓灰质炎在19世纪末和20世纪初成为最可怕的疾病之一,全世界都在拼命寻找疫苗。 第一次突破发生在1949年。波士顿儿童医院的三人组,约翰·恩德斯、托马斯·韦勒和弗雷德里克·罗宾斯,能够在实验室里培养人体组织中的脊髓灰质炎病毒。这一里程碑式的成就导致了1954年的诺贝尔奖。伊莎贝尔·摩根和多萝西·霍斯特曼也有助于脊髓灰质炎疫苗的成功研发。Morgan的工作帮助我们了解了有3种不同类型的脊髓灰质炎病毒(血清型1、2、3),灭活的病毒可用于/有效的疫苗接种,加强剂量将支持更长的免疫。霍斯特曼的小组帮助阐明了脊髓灰质炎病毒感染胃肠道,这最终导致了对口服脊髓灰质炎疫苗的支持。

灭活脊髓灰质炎疫苗

一旦病毒可以在细胞培养中生长,疫苗的研究和试验就开始了。在20世纪50年代,发现了两种版本的脊髓灰质炎疫苗可有效预防脊髓灰质炎病毒感染/疾病。第一种是由美国医生乔纳斯·索尔克研制的灭活病毒疫苗。1953年,索尔克在自己和家人身上测试了这种疫苗。他还对从脊髓灰质炎中康复的儿童进行了疫苗测试,发现他们的抗体水平在接种疫苗后有所上升。结果,在他对自己和家人进行疫苗试验一年后,医学史上最大的现场试验之一被进行了。索尔克的疫苗在加拿大、芬兰和美国的100多万儿童身上试验成功疫苗被证明是安全的,对2型和3型脊髓灰质炎病毒90%有效,对1型脊髓灰质炎病毒60-70%有效。随着1961年的到来,病例下降到每年只有161例,而大约10年前记录在案的病例有2万例。

索尔克意识到全世界都需要这种疫苗,而且如果消灭这种致命病毒的努力要取得成功,就需要低价或零成本的疫苗,这也许是我们这个时代最人道主义的行动之一。他致力于公平获得他的疫苗,并且没有从与6家被许可生产灭活脊髓灰质炎疫苗的制药公司共享配方或生产过程中获利(IPV)。众所周知,在1955年的一次采访中,当被问及谁拥有IPV的专利时,他回答说,“嗯,我会说是人民。没有专利。你能给太阳申请专利吗?”

口服脊髓灰质炎疫苗

Oral polio vaccine being applied to sugar cube.
口服脊髓灰质炎疫苗应用于方糖。

来源:维基共享资源

20世纪50年代后期,医生兼微生物学家艾伯特·萨宾开发了第二种脊髓灰质炎疫苗。与索尔克的IPV不同,这种疫苗是口服的(口服脊髓灰质炎疫苗,或OPV)。他的疫苗也不同于Salk的疫苗,因为它是活减毒的(使用活病毒,但以弱化的形式),通常以液滴或方糖的形式给药。最初人们对这种疫苗兴趣不大,因为索尔克的IPV在美国非常成功,而减毒活疫苗的概念在当时相对较新。

脊髓灰质炎减毒活疫苗的首次人体试验于1950年由希拉里·科普罗夫斯基纽约洛克兰县的20名残疾儿童。试验是成功的,所有儿童都表现出阳性抗体反应,并排出了减毒株。
像索尔克一样,萨宾在自己和家人身上成功测试了OPV病毒,然后与一组俄罗斯病毒学家合作,在更广泛的范围内测试疫苗。米哈伊尔·p·丘马科夫负责在苏联测试索尔克疫苗。从1958年到1959年,丘马科夫利用萨宾提供的减毒种子病毒为1000多万儿童接种了疫苗。OPV被证明是安全有效的;这些发现得到了世界卫生组织(世卫组织)的独立认可,以减轻冷战期间流传的公众不信任。

虽然这两种疫苗对全球减少和根除许多国家的脊髓灰质炎都至关重要且有效,但OPV与IPV相比确实有一些重要优势。与索尔克的IPV版本不同,萨宾的OPV更容易通过口头途径传递给儿童,并有助于打破儿童之间的传播链。

根除道路上的巨大进步和持续挑战

1985年,国际扶轮社发起了一项全球努力,为世界儿童接种小儿麻痹症疫苗。在1988年,全球消除小儿麻痹症倡议(GPEI)是一个公私合作组织,由各国政府领导,有6个核心合作伙伴:世卫组织、国际扶轮社、美国疾病控制和预防中心(CDC)、联合国儿童基金会(联合国儿童基金会)、比尔及梅林达·盖茨基金会和疫苗联盟Gavi。GPEI的目标是在全世界根除脊髓灰质炎。当GPEI氏症成立时,小儿麻痹症在125个国家流行,仍然每天在全世界造成1000多名儿童瘫痪。 

Map depicting countries that have and have never eliminated polio. Comparison of 1988 and 2020.
自1988年以来,除两个国家外,所有国家都消灭了脊髓灰质炎。

资料来源:疾病预防控制中心

从那时起,合作的工作超过200个国家和大约2000万志愿者已经为超过25亿儿童接种了脊髓灰质炎疫苗全球脊髓灰质炎发病率下降99.9%。今天,脊髓灰质炎仅在美国流行两个国家——巴基斯坦和阿富汗。全球公共卫生界现在有一个主要任务:在这最后几个据点消灭脊髓灰质炎,并在全世界消灭最后0.1%的脊髓灰质炎病例。

尽管世界继续在全球根除努力方面取得进展,但实现这一目标仍面临挑战。2024年6月,饱受战争蹂躏的加沙市报告说,在25年没有病例之后,在环境废水样本中检测到了变异的2型脊髓灰质炎病毒(cVDPV2)。加沙还报告了儿童急性弛缓性麻痹的病例,包括一名确诊的小儿麻痹症变体阳性儿童。其他病例的实验室结果仍未出来。

这些例子说明了这样一个事实危机时期的情况(像战争一样)可以创造病原体和传染病传播的成熟环境。战斗、路障和其他限制获得清洁用水、卫生设施和基本保健(包括医疗用品和疫苗)的因素可能会导致像脊髓灰质炎这样的病毒,可以在人类宿主之外存活几天到几周,才能站稳脚跟。这世卫组织正在与加沙合作和其他合作伙伴提供并利用新型口服脊髓灰质炎疫苗(nOPV2 ),以防止cVDPV2在加沙的瘫痪和社区传播。 

更光明的未来

脊髓灰质炎的历史,从其古老的起源到接近根除,说明了科学进步、公共卫生倡议和全球合作的深远影响。脊髓灰质炎疫苗的开发和广泛使用凸显了公众支持和创新筹资在推动医学突破方面的力量。如今,由于全球努力,脊髓灰质炎即将被根除,只剩下几个据点,这标志着公共卫生领域的巨大成就,也证明了全球协调行动的有效性。


为什么脊髓灰质炎病例继续在全球非流行国家出现(如加沙等疾病已被消灭多年的地方)?虽然口服脊髓灰质炎疫苗是脊髓灰质炎控制工作的关键,但它们也以疫苗衍生脊髓灰质炎病毒的形式导致了问题的出现。一种新的疫苗可能会提供一个解决方案,并有助于为根除铺平道路。


作者:ANDREA PRINZI博士,公共卫生硕士,SM(ASCP)

Andrea Prinzi, Ph.D., MPH, SM(ASCP)

Andrea Prinzi博士,MPH,SM(ASCP)是美国医疗事务的现场医疗主管,致力于弥合临床诊断和临床实践之间的差距。

作者:RODNEY ROHDE博士,SM(ASCP),MBCM SVCM,FACSC

Rodney Rohde, Ph.D., SM(ASCP), SVCM, MBCM, FACSc

Rodney Rohde博士是德克萨斯州立大学转化健康研究项目的副主任。

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