斯坦利·普洛特金

Stanley Plotkin:
Pioneering the use of fetal cells to make rubella vaccine

 

斯坦利·普洛特金:
率先使用胎儿细胞制造风疹疫苗

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“从我的。。。个人观点,看到患有先天性风疹综合征婴儿家庭的痛苦,我认为所做的是100%道德的。”

这是儿科医生和疫苗学家Stanley Plotkin博士的话,他的研究促进了多种疫苗的开发,包括风疹、狂犬病、轮状病毒、脊髓灰质炎和水痘疫苗。他还致力于巨细胞病毒和艾滋病疫苗的开发。这两个问题都被证明是难以捉摸的,仍然没有解决。

然而,许多听说过普洛特金博士的人关注的是他在发明风疹疫苗时做出的一个决定,也就是今天MMR疫苗中的“R”。因为病毒需要另一个细胞的机制来繁殖,制造病毒疫苗意味着使用具有某些特征的细胞系。首先,它必须是一种病毒生长良好的细胞。第二,它必须是不含其他有害病毒的细胞系。第三,它必须是可以无限使用的细胞系。如果公司不得不改变疫苗病毒生长的细胞类型,疫苗在使用前需要进一步测试和批准。

普洛特金有争议的决定

普罗特金博士有争议的决定集中在他为疫苗选择的培养风疹病毒的细胞系——人类胎儿胚胎成纤维细胞。这些细胞最初是从20世纪60年代早期选择性终止妊娠中获得的。成纤维细胞有助于保持结缔组织,如皮肤,在一起。像身体中的其他细胞一样,除了精子和卵子,这些细胞是二倍体细胞,这意味着它们有两套染色体。普洛特金博士经常称这些细胞为“人类二倍体细胞”,他选择这些细胞有几个原因。首先,他们满足了病毒在他们体内生长良好的必要条件。不幸的是,风疹病毒能够在胎儿细胞中生长。当病毒在怀孕早期感染妇女时,婴儿通常会出生时失明、失聪、自闭症、精神残疾或有心脏缺陷。

他选择使用胎儿细胞的另一个原因是,当他在20世纪60年代进行研究时,人们发现一些来自动物的细胞系含有科学家以前不知道的病毒。科学家们试图弄清楚这些额外的病毒是否会造成伤害。幸运的是,他们没有,但这在当时并不为人所知。普罗特金博士的方法避免了这种担忧,因为胎儿处于子宫的无菌环境中。所以,他们的细胞不会含有其他病毒。

不需要额外的胎儿

由于有一个称为“细胞传代”的过程,该细胞系实际上还可以无限期地用于制造疫苗——满足疫苗相关细胞系的第三个要求。

那么,细胞传代是如何进行的呢?

当细胞在实验室环境中复制时,它们会受到营养物数量和生长容器大小的限制。当它们到达这一点时,被称为汇合,它们死亡,除非它们被给予新鲜的成分和更多的空间。就在这发生之前,科学家将五分之一的现有细胞放入五个新的容器中。这被称为“播种”在接下来的几天里,这五个容器中的细胞将再次使用营养物质,并生长,直到它们覆盖整个瓶子的底部。在这一点上,科学家可以再次从五个容器中的每一个做五分之一的播种;他们现在将有25个新集装箱。用这种方法,科学家可以制造无限数量的细胞。

每次细胞被“分裂”到新的容器中,它们都被认为是老了一个“代”。因此,在我们的示例中,第一次“拆分”成5个容器将是段落1,下一次拆分成25个容器将是段落2。科学家们跟踪这个传代次数,因为当细胞传代次数过多时,它们就不再生长。对于人类细胞,包括普洛特金博士使用的胎儿成纤维细胞,这个数字约为50次传代。这被称为海弗利克极限,它是以普洛特金博士在威斯达的同事命名的,他发现了这一点。事实上,Plotkin博士从Leonard Hayflick和他的同事Paul Moorhead那里得到了他的细胞,当时他们正在大厅对面的实验室里研究细胞老化。他们使用胎儿细胞是因为为了弄清细胞繁殖的极限,他们需要从不太老的细胞开始。

所以,现在你可能会想,如果细胞只能达到50代,那么在将近50年后,我们怎么还有细胞来制造疫苗呢?

当科学家传代细胞时,他们不是继续制造越来越多的容器,而是冷冻一些。例如,科学家可能决定制造五个新的容器并冷冻本来会进入其他20个容器的细胞,而不是在第二段制造25个容器。剩余的细胞被放入小瓶中冷冻。当细胞被冷冻时,它们被保存在大约-200摄氏度的液氮中。在这个温度下,生物活动停止。但是,当细胞解冻并放入装有营养物质的新容器中时,它们又开始生长。

根据他们使用的细胞类型和容器大小,本例中的细胞数量可以产生八到二十瓶待冷冻的细胞。这些第2代细胞可以解冻,通常一次一个或两个小瓶,以在当前生长的细胞变得太老时再次开始细胞生长过程。同样,几天后,这五个新的瓶子将会生长到汇合,然后进行同样的过程,制造更多的瓶子来冷冻。然而,需要理解的重要一点是,细胞呈指数增长,因此科学家可以培养大量细胞以供立即使用或储存以备将来使用。在胎儿细胞的情况下,这一过程被用来确保几乎无穷无尽的供应。在她的书中,疫苗竞赛:科学、政治和战胜疾病的人类成本,Meredith Wadman (2017)描述了Leonard Hayflick对潜在细胞产量的计算,

……如果当细胞达到融合时,你继续以这种方式分裂瓶子,直到原始细胞数量增加了50倍——大约是海弗利克极限——你将产生1022个细胞,或10个六次方细胞。海弗利克知道142亿个湿细胞重约1盎司,他还计算出一个原始瓶中的细胞将产生2200万吨细胞。(第89页)

来自各方面的审查

最初,普罗特金博士面临着同事们对这种绕过疫苗中有害病毒的新方法的审查。但是,随着时间的推移,经验表明这种方法是安全的,科学家和政府官员接受了他的方法是有用的。最终,水痘、带状疱疹、甲型肝炎和一种狂犬病疫苗也是用这个或第二个胎儿细胞系制成的,也是在20世纪60年代分离的。

宗教领袖花了更长的时间才决定他们也接受使用胎儿细胞制造疫苗。最终,所有主要宗教都发表声明支持使用这些疫苗,认为使用这些细胞培养的疫苗比不使用疫苗而让疾病导致残疾和死亡更“有罪”。

不幸的是,今天,尽管有科学和宗教的立场,随着一些人继续质疑这些细胞的用途,争论仍在激烈进行。

普罗特金博士观察了父母们与他们未出生的孩子可能会有影响他们一生的残疾这一观念的斗争。这让他相信这个决定最终是正确的。

1963年至1964年,在疫苗问世之前,风疹席卷美国,感染了约1250万人,并导致约2万名胎儿感染,称为先天性风疹综合征。该疫苗于1969年获得许可。到2005年,美国已经消灭了风疹。
参考:
Wadman,M. (2017)。疫苗竞赛:科学、政治和战胜疾病的人类成本。维京人。

普洛特金博士的其他视频剪辑来源:希勒曼制作过程中的采访——拯救世界儿童的危险探索

 

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