第二章 猴肾细胞和传染性病毒
——疼痛刻骨,恐惧铭心
这是一段令人难以置信又轰动一时的传奇:1992年,一位美国记者在畅销的《滚石》(Rolling Stone)杂志上发表了一篇文章,声称找到了艾滋病的源头——感染了HIV源病毒的猴肾细胞曾被用于制备口服脊灰疫苗,并于1950年左右在非洲中部进行试验。
正如我们在上一章中看到的那样,20世纪50年代前后,猴肾细胞培养技术开辟了疫苗家族的新纪元,尤其是对脊髓灰质炎疫苗的问世具有重要作用。1960年,制备脊灰疫苗的猴肾细胞被发现感染了一种病毒,且该病毒可令实验室动物患癌,此事引发了广泛关注。本章的第一部分将详述此事。人们开始意识到,制备疫苗的基质也可能具有危险性,这对疫苗的研发具有决定性意义。
在随后的几年里,这一发现使得人们开始放弃使用原代细胞制备疫苗,转而采用二倍体和异倍体细胞(见第一章)。今天,用于制造抗病毒疫苗的细胞库须经过50多项测试才能够获得许可,特别是必须检查是否有感染原的存在。医学界正是从1960年开始陆续确立检测的技术标准,并逐年改进,目前所使用的检验方法采用分子生物学技术,颇为有效。
而脊髓灰质炎疫苗则又是另一篇故事了,这是一段令人难以置信又轰动一时的传奇:1992年,一位美国记者在畅销的《滚石》(Rolling Stone)杂志上发表了一篇文章,声称找到了艾滋病的源头——感染了HIV源病毒的猴肾细胞曾被用于制备口服脊灰疫苗,并于1950年左右在非洲中部进行试验。
不速之客——缠上脊灰疫苗的SV40
面对人类健康受到的各种威胁——血液感染、疯牛病和生长激素等,必须要学会预防风险。所以预防原则就应运而生了,对此全世界并不存在统一的定义。但是其应用可以这样描述:“当需要对人类、动物、植物和环境的潜在威胁进行紧急干预,而又不掌握全部科学数据以估量该危险时,可采用预防原则。该原则不可作为保护主义行动的借口。在公共健康处于危险境地时,尤其应使用该原则。比如,可根据该原则,在市场上阻止或撤回一些可能危害健康的产品。”
目前,预防原则已经被写入国际法,在1992年欧盟《马斯赫里特条约》签订时也被纳入了欧盟法律体系。法国1995年颁布了一项加强环保的法律,对该原则正式予以法定承认,并对该原则描述如下:“依据此原则,在现行科学和技术认知的条件下,为预防对环境造成严重且不可逆损害之危险,即便有不确定因素的存在,也不应妨碍与之相应的、有效且经济成本可承受的预防措施的出台。”(1995年2月2日通过的第95-101号法律)
法国当局已多次不顾科学家的意见,而采用了这一举措。这种做法引起了广泛讨论,政客们的做法并不令人信服,有人觉得这不过是他们提升民众支持率的一贯伎俩,实则置公共健康于不顾。
可就算谨慎至此,政府卫生部门也并不总是“火眼金睛”,能防患于未然。下面这个故事(大家在第一章中已经有所耳闻)可能就是一场重大健康危机的根源,甚至会累及整个人类。且听我徐徐道来。
在20世纪50年代的美国,科学家们狂热地投入到脊灰疫苗的研发中,在疫苗问世之前,每年会有4万余人遭遇“小儿麻痹症”的厄运。第一支有效的脊灰疫苗是由乔纳斯·索尔克博士研发的,他用福尔马林对脊髓灰质炎病毒进行化学灭活后得到疫苗。我们在上文谈到过,医学家们于1949年就发现脊灰病毒可在猴肾细胞中繁殖,这使得该类型疫苗的批量化生产成为可能。当时,该疫苗的生产工艺如下:先将猴子麻醉,将其肾脏提取出来,并且切成细片以便于提取细胞(之后出现了一种借助胰蛋白酶进行提取的技术,更为先进)。这些细胞随后被放入玻璃试管或培养瓶中进行培养。培养环境营养充足,细胞会迅速繁殖,这时再将脊灰病毒注入其中,2—3天内便会得到上亿个病毒颗粒。接下来福尔马林上场,对病毒溶液进行灭活。一支脊灰灭活疫苗就这样制成了,我们也称之为“索尔克疫苗”。在当代,这种灭活疫苗以非洲绿猴肾细胞作为基质,借助微珠在生物发酵罐内进行制备(见第一章)。不过其中的原理一以贯之——细胞就是病毒繁殖的“小房子”,之后再将病毒提纯后灭活。
美国自1955年起开始推广使用这一疫苗,并大获成功。如此幸事,要归功于医学界史无前例的大动员:数百万美国人慷慨解囊,才使其得以横空出世。索尔克博士把这种无私精神发扬光大,将他的成果贡献给了全人类——他没有为此申请专利,任何实验室都可免费获得这项技术。
但是很快,一些研究者就指出这些猴细胞可能取自携带隐形病毒的猴子。不过,有两个事实可抵消这种疑虑。一则,在培养疫苗株时,未感染脊灰病毒的猴肾细胞会被当作参照物,与那些已感染的进行比对。如果传染性病毒存在于制备疫苗的猴肾细胞中,就会在对比参照细胞时被监测到——因为病毒在大量繁殖时会令细胞发生异化,不同于参照组。二来,疫苗已经用甲醛灭活了,这种分子不仅可以完全杀死脊灰病毒,还可以消灭其他任何一种可能存在于猴细胞中的病毒。这些理论当时看起来是站得住脚的。
这时,细胞有可能被猿猴病毒感染的风险已为人知。早在1932年,一位年轻的病毒学家——威廉·布雷布纳(William Brebner)在对携带病毒的猴子进行实验时,不幸被感染了致命脑炎。另一名年轻的病毒学家将这一病原体分离了出来,并受此启发研发出了口服脊灰减毒活疫苗,这个人就是阿尔伯特·萨宾(Albert Sabin)。今天我们已经知道这种病毒是疱疹病毒家族的一员——乙型疱疹病毒,它是一种仍然在动物界作祟的微生物,自从其真面目被揭开后,美国已累计报告了40余例人感染病例。
猴子的器官中——尤其肾部含有病毒的发现,也应归功于罗伯特·赫尔(Robert Hull)博士,他描述了多个被称作“猿猴病毒”(Simian Virus,SV)的感染原。细胞培养中出现的不正常现象让这种病毒走入人们的视线,这种现象被描述为“细胞病理效应”,如细胞层被破坏、出现巨大细胞、多个细胞合并等。SV病毒对猴类的影响还是个未知数,但是看起来这种病毒可以与携带它的灵长类动物“和睦共处”。虽然这种病毒很容易被识别出来,却也不容小觑——如果它们存在于制备脊灰疫苗的猴肾细胞中,就会带来大麻烦。所以生产商们必须将一切病变细胞拒之门外,不让它们染指疫苗。风险近在咫尺,但幸而尚在掌握之中。
然而,美国制药巨头默克旗下病毒学研究实验室的一位年轻研究员获得了另一惊人发现,使这件事又疑窦丛生。这名研究员叫本·斯威特(Ben Sweet),他在抗病毒疫苗著名专家莫里斯·希勒曼(Maurice Hilleman)博士手下工作。1960年,希勒曼团队正在研发高纯度脊灰疫苗(Purivax)和引起呼吸系统感染的腺病毒疫苗。两项研究有一个共同之处:它们的制备都使用了猴肾细胞。
在工作中,斯威特和希勒曼在一只亚洲恒河猕猴的肾细胞中发现了一种新猿猴病毒,这种病毒后来被称作SV40——因为它是第40个进入SV列表(由赫尔发现并细心编著)的病毒。所以这只不过是SV家族的另一个“小兄弟”。可是这一病毒被发现时的情形却使人们对SV的检测手段产生了深深疑问。事实上,当他们培养含有此类病毒的细胞时,并未出现任何异常现象。但是斯威特在好奇心的驱使下,将病毒清液注入了非洲绿猴(Cercopithecus aethiops)肾细胞中,之后他发现空泡开始吞噬非洲绿猴肾细胞,因此这种病毒除SV40的名字以外,还被称作“空泡病毒”。
斯威特对他的发现大吃一惊,这种潜伏性病毒在亚洲猴肾细胞中就可以隐身,但在非洲猴肾细胞中却变得不安分了。斯威特立即在同样条件下测试了用于制备腺病毒(无包膜DNA病毒的一种)疫苗的细胞。结果令人瞠目:所有的细胞株都被空泡细胞感染了。虽然这种腺病毒疫苗仍处于试验阶段,但它已经被接种给志愿者了,他们可能已经注射了猿猴病毒!而用同一种细胞制备的脊灰疫苗已经投入使用,每年销量达数百万支,它的情况又会怎样呢?人们顿时如临大敌,但旋即又放宽了心:索尔克的脊灰疫苗已经用福尔马林灭活了,想来所有病毒应该都被消灭了。
正在此时,索尔克脊灰疫苗的竞争者——著名病毒学家阿尔伯特·萨宾研发的疫苗(已经在第一章中提到过)问世了。这种疫苗也用猴肾细胞制备,其特性在于:它未经灭活,而是口服的减毒活疫苗。这两种疫苗也被分别称为“索尔克疫苗”和“萨宾疫苗”,它们由此展开了一场旷日持久的竞赛,直至今日依然方兴未艾。
萨宾疫苗已经因在美国以外地区的接种而得到认可,比如苏联的数百万儿童都接种过,疫苗的效力已然有目共睹。这时萨宾已准备将他的疫苗引进美国。如果这样的话,希勒曼的Purivax灭活疫苗就有可能会被完全盖过风头,而空泡病毒的发现则给了他阻击萨宾疫苗的机会。
希勒曼要求斯威特测试萨宾的疫苗株,结果显示这些疫苗的SV40病毒检测呈阳性,而默克生产的灭活疫苗株(索尔克疫苗)则显示阴性,这是因为福尔马林起效了。结果出来几个星期了,这一发现都被秘而不宣,直到1960年6月在华盛顿召开脊髓灰质炎减毒活疫苗第二次世界大会时才被公之于众。
在这次大会上,全世界的专家们汇聚一堂。各界都在期待着阿尔伯特·萨宾讲述在苏联获得的惊人成果——他与一支“重量级”苏联代表团一同前来。代表团的灵魂人物是苏联著名的院士、教授米哈伊尔·丘马科夫(Mikhail Chumakov)。然而本应是“庆功宴”的大会却被莫里斯·希勒曼“搅和”了。大会一共开了五天,希勒曼第一天就上台发言了,他宣称在亚洲猴肾细胞中发现了一种病毒,后者能逐渐感染细胞却不被察觉,而非洲猴肾细胞中若存在这种病毒则会显现出来。莫里斯·希勒曼进一步说,这种病毒是在萨宾博士的脊灰减毒活疫苗中发现的,而索尔克博士的灭活疫苗中却没有发现这种病毒。
这对萨宾无异于当头一棒,希勒曼的发现令他硕果累累的报告黯然失色。这时,SV40病毒对人体的致病性还是个未知数。不过萨宾疫苗与注射式的索尔克疫苗不同,只用于口服,所以感染风险就大大降低了。有人戏谑地争辩道,“一日三餐里也有可能藏着病毒呀,总不能因噎废食吧”,试图让大家对口服疫苗放宽心。两派支持者之间的气氛剑拔弩张。
这时,一位著名病毒学家的一席话令沸沸扬扬的争论冷静下来,他就是后来的诺贝尔奖获得者雷纳托·杜尔贝科(Renato Dulbecco)。杜尔贝科指出传染性病毒有可能是癌症的致病原,当然这还只是一个简单的假设,但是杜尔贝科对自己说的话心中有数。
要弄明白杜尔贝科的话,我们需要追述一段往事。数十年来,关于病毒是不是癌症源头的争论从未停歇。研究者已经能够通过注射病毒令实验室动物长出肿瘤,但是从未有证据证实病毒能在人体上诱发癌症。
20世纪60年代,供职于美国国立卫生研究院(NIH)的年轻科学家莎拉·斯图亚特(Sarah Steward)萌发了对病毒与动物肿瘤研究的兴趣。她常常与一位在同一园区工作的老友伯妮斯·艾迪(Bernice Eddy)见面,后者同样就职于一家公立部门——生物检验实验室的生物标准部(Division of Biologics Standards)。艾迪的工作是负责在制药公司销售前对疫苗进行检测。斯图亚特建议她也加入病毒和癌症的关联研究,当然这并不属于检测实验室的工作范畴,但是任务十分简单:将老鼠的肿瘤匀浆注入猴肾细胞,几天后取出病毒清液并注射给实验室动物,检测病毒是否在细胞内扩散并诱发肿瘤。
这点额外的任务与伯妮斯·艾迪本身的工作并不冲突。她得到的结果出乎意料:将猴肾细胞培养的清液注射给老鼠后,会令它患上肿瘤——由此可证明确实有一种病毒在这些细胞内扩散。但是,令人意外的是,其他同样接受注射的动物(仓鼠、兔子、印度豪猪、猫、各种鼠科动物)也长出了肿瘤。这一神秘的病毒被称作“多瘤病毒”,意思就是“诱发多种肉瘤的病毒”,其时是1959年。艾迪和斯图亚特的发现永垂生物学史,这标志着一个新兴学科——肿瘤科的诞生。在本学科的众多研究者中,有一个人的名字显得格外耀眼,他就是——雷纳托·杜尔贝科。
多瘤病毒在病毒引发癌症的研究中可作为一个重要模型,它被发现时,人类正对于病毒和癌症之间的关联一筹莫展。这一惊人发现促使伯妮斯·艾迪开始寻找答案:是否还有其他病毒可对灵长类动物,尤其是猴子致癌呢?诚然,已有的科学文献从未提到过能令猴子患癌的病毒,可为什么不大胆求证呢?反正自己手上正好有数百个猴肾细胞,其中有上百个已被病毒感染。这些病毒的现形方式与多瘤病毒别无二致。要做的就是求证它们对实验室动物的致病性了。说不定有的病毒会露出癌症元凶的真面目呢?
但该想法并没有得到实验室同事的热烈响应,于是艾迪决定单枪匹马作战。她取出猴肾细胞清液并注射给仓鼠,结果是惊人的:几乎所有的样本都呈阳性,而157只实验动物中有70%都长出了肿瘤。她再接再厉,发现所有的结果都与此一致:大部分曾用于制作脊灰疫苗的细胞都含有一种可使仓鼠患癌的病毒。这与多瘤病毒的“剧本”何其相似,但亦有大相径庭之处:猿猴病毒导致的肿瘤在三四个月后才会长出,而多瘤病毒则只要几天时间。
最终,伯妮斯·艾迪发现了与斯威特和希勒曼研究中不谋而合的关键点:她刚刚发现的病毒来自亚洲猿猴,而同类猴子的肾细胞在培养时并不会因之出现病理反应。我们将会在后面讲到:这种病毒与斯威特和希勒曼发现的正是同一个——SV40。
那时,伯妮斯·艾迪还不知道它们是同一种。于是她在第一时间向她的研究主管约瑟夫·斯马德尔(Joseph Smadel)博士汇报了自己的工作:她发现了一种来自猴肾细胞的新型病毒,能使仓鼠患上慢性肿瘤。大部分脊髓灰质炎疫苗都使用这种携带致癌病毒的细胞进行制备,所以伯妮斯·艾迪自问道:“如果这种病毒不能被福尔马林杀死呢?”——换言之,数百万儿童是否已经接触了一种可使动物患上肿瘤的神秘病毒?斯马德尔闻言颇为惊愕,但还是努力在下属面前故作镇定。而他迅速意识到:这对自己来说是滔天大祸,于是要求艾迪在不掌握百分之百确切证据的情况下不要公布结果。
让我们回放一下这段故事。国立疫苗检测实验室的主管从他的下属处得知,大部分脊灰疫苗有可能被一种对动物致癌的病毒感染了,而他却选择了对这一发现秘而不宣。
放在今天,他为什么做出这一选择是难以想象的,而要明白当时他这么做的初衷,就得了解那时癌症在人们心中的形象。研究者们已经证实一些病毒能够在动物体内诱发肿瘤,但尚无任何确切证据表明它们能在人体内诱发肿瘤。此外,由于细胞在动物体内不断繁殖,肿瘤会快速显现出来,而这与人们当时对人类癌症的认知大相径庭。当时人们认为癌症是一种由变异细胞无序扩散导致的慢性疾病,这一疾病很可能是由化学制剂或辐射造成的。而另一方面,脊灰疫苗已经获得了举世瞩目的成功,它不仅使美国医学研究声名卓著,更在五年内令脊髓灰质炎发病数量减少了90%以上。若将伯妮斯·艾迪的观察报告公之于众,就会严重破坏正在进行的疫苗接种运动,在民众心里种下怀疑的种子,关键是——此时一切还没有定论。显而易见,那时“预防原则”还没影哩。
然而,斯马德尔似乎小瞧了自己下属的胆量。伯妮斯·艾迪并不愿对上司亦步亦趋,毅然将自己的发现昭告世界。她受到癌症研究协会的邀请,到纽约参会并介绍她发现的多瘤病毒。在发言快要结束时,她请求听众关注其近期的研究工作,并进一步解释说发现了“一种与多瘤病毒很像的微生物”,将她对脊灰疫苗基质——猴肾细胞中含有致癌病毒的研究公之于众。在座听众顿时哑然失色,其中还有一些癌症专家。伯妮斯·艾迪真的估量到她汇报的后果了吗?因为这一消息很可能会使举世哗然,并终结自己的科学生涯。
在几个月的辛勤研究之后,人们最终证明伯妮斯·艾迪发现的致癌病毒其实就是空泡病毒SV40。让我们再将这段历史快进,看看莫里斯·希勒曼和他待检的改进型脊灰疫苗Purivax等来的坏消息:在检测实验室工作的保罗·格伯(Paul Gerber)受命检验索尔克疫苗,第一批疫苗株显示为SV40阴性。但从1961年3月起,格伯发现若干病毒株检测呈阳性。他的结果显示多个脊灰疫苗株和腺病毒疫苗株含有活性SV40病毒,这证实部分SV40病毒的确对福尔马林具有抵抗力。
这为什么与斯威特原来的结论不同呢?保罗·格伯研究显示SV40病毒可被福尔马林快速分解杀死,但几小时后,还会留下一些病毒颗粒在负隅顽抗(大概因病毒株的不同会留下200—2000个)。病毒浓度对病毒颗粒的残留程度有影响是确凿无疑的,但研究者很快发现这不是唯一的因素。斯威特已经研究过福尔马林对SV40的影响,他将化学处理过的病毒悬液注入细胞,在之后的10天内进行细心观察,其间空泡没有出现。他因此得出结论:SV40病毒已经被消灭了。格伯则根据自己的经验耐心观察了14天,发现病毒会随疫苗不同在第11—14天时逐渐显现出来。这两种不同的技术指标,即SV40病毒的原始浓度和观察时长,会决定人们能否发现疫苗中活性SV40病毒的微弱数量。
于是,一个结论呼之欲出:灭活脊灰疫苗(索尔克疫苗)可能包含少量的传染性SV40病毒。而且灭活疫苗采用注射式接种,就像致癌病毒的传播试验一样,让人们又离危险更近了一步。希勒曼和默克公司知道已经输掉了这一仗,他们撤回了Purivax疫苗,并永远放弃了脊髓灰质炎疫苗的生产。其他生产索尔克疫苗的公司则继续使用SV40病毒阴性的细胞生产疫苗;对于已经注射的和已经投入市场的疫苗,问题仍然存在——已经卖出的疫苗并没有被召回,仍然会被投入使用。
默克研发出的疫苗种类居全球之冠,对于行业伦理规范是非常注重的。而希勒曼也了解猴肾细胞——或更宽泛地说是原代细胞所包含的风险。其他的疫苗生产商则对该问题没有那么如临大敌了。
另一边,萨宾却愈挫愈勇。诚然,其减毒活疫苗也被污染了,但是这种疫苗是用于口服的,看起来风险要小很多。他还提出另外一点,苏联的数百万儿童都服用了这一被污染了的疫苗,在多年后并没有报告任何异常事件。此外,在被测试的孩子中,没有任何一个孩子显示有SV40病毒的抗体,这更补充说明了病毒是无法通过口服途径传染的。萨宾疫苗于1961年在美国获得许可,在该国取代了索尔克疫苗。时至今日,仍在使用的脊灰疫苗唯剩萨宾疫苗和索尔克疫苗了。在美国,索尔克疫苗于1992年重新取代了萨宾疫苗(见第六章);索尔克的灭活疫苗被用于工业化国家,与其他疫苗构成联合疫苗;而萨宾的口服疫苗还被用于脊髓灰质炎的根除(见第六章)。从1962年起,所有用于脊灰疫苗的猴肾细胞都应事先排除被SV40病毒污染的可能性。
是时候公布结果了:1954—1961年,即灭活的索尔克疫苗在美国应用时期,有数百万儿童可能接触到了SV40病毒,此外一些正在试验中的候选疫苗也面临相同风险。我们估计共有9300万美国人有可能感染了SV40病毒。其他各国也面临着同样问题,毕竟索尔克疫苗已经在世界各地投入生产,尤其是在斯堪的纳维亚半岛。但法国是一个例外,在该国基于索尔克原理制出的疫苗采用了其发明者莱皮纳(Lépine)教授的名字,他是巴斯德研究所著名的病毒学家。莱皮纳疫苗因两点与其他疫苗显著不同:疫苗制备使用的猴肾细胞来自非洲猴子(狒狒和东非狒狒),且疫苗要经历两次灭活“加持”——首先是福尔马林灭活,其次是β-丙内酯灭活。因此,接受检定的疫苗全部显示SV40阴性。
让我们再次提出这个关键问题:若人体接种了遭SV40病毒污染的疫苗,会有哪些后果?
这一系列事件的曝出已经过去40年了,但人们对这次大规模污染仍然心有余悸,就此展开的讨论依然如火如荼。一些人认为SV40病毒有可能是一些罕见癌症的病因;然而,有70万名瑞典儿童于1957年接种了可能感染SV40病毒的疫苗,对这批孩子的跟踪研究表明(这一研究仍在继续),他们患癌的风险并未显示任何升高。
可我们不得不承认,这件事总让人有如芒在背之感。
“糖丸”和艾滋病疑云
正如我在本章序言中所提到的,1992年3月19日的《滚石》杂志刊登了一篇署名为汤姆·柯蒂斯的文章,标题颇为醒目:《艾滋病的起源:是上帝之举还是人类自作自受?回答这一问题的新想法》。
自20世纪80年代初起,就出现了一些艾滋病病例。人们提出了各种各样的假设,想方设法弄明白该严重流行性疾病为什么会祸及人间。一些人认为是生物战争武器,另一些人则解读为神的惩罚……1992年柯蒂斯的文章问世时,人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,HIV)的来源已经被明确了:非洲和猴子。更确切地说,存在两种不同类型的HIV病毒:来源于非洲中部并传播至全世界的HIV-1型、起源自非洲西部至今传播极其有限的HIV-2型。柯蒂斯提出了这样的假设:HIV-1型有可能来自20世纪60年代在非洲中部测试的口服脊髓灰质炎疫苗。据他所说,这种基于猴肾细胞的疫苗很可能被某种猴类病毒污染了。
猴类身上携带了多种与HIV相近的病毒,统称为猴免疫缺陷病毒(Simian Immunodeficiency Virus,SIV),是比照人类免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus,HIV)命名的,但是这种病毒对于非洲猴类来说并不具有致病性。对于HIV和SIV的分子学比较研究显示,HIV-1型病毒正是来自大猩猩携带的SIV病毒,而HIV-2型则来自白眉猴属携带的一种SIV病毒。如果柯蒂斯的假设成立,那么被送到成千上万孩子口中的疫苗可能会是一颗“病毒”炸弹,其中一些孩子可能因此受到感染,病毒借此在人类中传播,并演变为HIV-1型。
疫苗接种地区正好与猴类病毒来源地一致,这使得柯蒂斯的假设具备了可能性。要证实这一判断,就得明确萨宾疫苗和索尔克疫苗的构成成分。今天,我们使用的这两种疫苗共含有三种病毒,分别被称为脊髓灰质炎Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型。研究者们最先研发出的是单价疫苗,而后才逐渐升级到这种组分的疫苗(三价疫苗)。有时,我们会提到非洲使用的Ⅰ型脊髓灰质炎疫苗,即指只含有Ⅰ型脊髓灰质炎病毒。还得说明一件事:虽然20世纪60年代索尔克和萨宾的疫苗已经成为主流,但其他研究者们并没有放弃,依然对参与这场脊灰疫苗研发竞赛跃跃欲试。希拉里·柯普洛夫斯基就是如此,他也是首批投身于口服脊髓灰质炎疫苗研究的学者之一。这也成为我们现在所述之事的导火索。
为了让自己的假设站得住脚,柯蒂斯还进行了一些说明:由希拉里·柯普洛夫斯基在费城威斯塔研究所研发的Ⅰ型脊髓灰质炎疫苗也被称为CHAT疫苗,于1957—1960年在30万名刚果、卢旺达和布隆迪的儿童体内进行了测试。对于这一接种运动进行详细分析后(数据公布于1958年的《英国医学杂志》),人们证实其接种地区与赤道非洲HIV-1型高发地区存在一致性,但是柯蒂斯的假设还远未得到科学家们的一致认同。
我们曾经说过,20世纪90年代初的HIV分子学研究显示一种大猩猩SIV病毒——猴免疫缺陷病毒,衍生出了后来的人类HIV病毒,而CHAT疫苗则是使用其他猴属动物细胞进行制备的。此外,看起来SIV病毒并不是在肾细胞内进行繁殖的,而且该病毒十分脆弱,要想通过口服途径传播也没那么容易。
如果不是一位作家——爱德华·霍普(Edward Hooper)将其重新提上日程,可能柯蒂斯的假设会像其他异想天开的想法一样,渐渐被人遗忘而烟消云散了。在长达七年的调查之后,霍普于1999年出版了一部1070页的巨著——《河流,一次回溯HIV病毒和艾滋病起源的旅程》,让科学界躁动起来。里面讲了什么呢?
霍普看到《滚石》杂志上登载的文章之后,就立刻联系了汤姆·柯蒂斯,后者将自己1992年撰写论文时使用的资料源转给了他。柯蒂斯首先提到了一篇名为《脊髓灰质炎疫苗和艾滋病起源》的文章,这篇文章于1993年2月2日刊登于巴黎巴斯德研究所旗下的《病毒学研究》(Research in Virology)杂志,作者是加利福尼亚大学的布莱恩·埃尔斯伍德(Blaine Elswood)和拉斐尔·斯特里克(Raphael Stricker)。该文章出版比柯蒂斯发表在《滚石》上的要晚,但是文中作者们提到的数据在1991年9月就被公布了。
对于埃尔斯伍德和斯特里克来说,毫无疑问,艾滋病毒源自柯普洛夫斯基于1957—1959年在赤道非洲地区开展的疫苗注射运动。二人建议:“如需证实这一假设,只要前往费城威斯塔研究所,取出那些可能至今还存放在冷柜中的疫苗样本即可。”《病毒学研究》的编辑们立刻对他们的猜想作出回应:“1961年以前,用于制备脊髓灰质炎疫苗的细胞取自恒河猕猴和食蟹猕猴。二者都源于亚洲,并非天然的艾滋病毒携带者。只有非洲猴类才具有这种属性。灵长类动物中只有非洲黑猩猩携带的猴免疫缺陷病毒(SIVcpz)与人类免疫缺陷病毒HIV-1型类似。然而非洲黑猩猩细胞从未被用作脊髓灰质炎疫苗的物料。”编辑们在回复中还提到,1959年一位英国水兵因艾滋病去世后,一项回溯性研究立即启动,最终发现该病人在赤道非洲脊髓灰质炎疫苗注射运动前就已染病。我们可以看到,有非常有力的论据可以证伪脊髓灰质炎疫苗作为HIV-1型病毒源头的设想。
上文提到的文章被认为是该假设的主要来源。除此之外,柯蒂斯还转给霍普一位神秘人——路易·帕斯卡尔(Louis Pascal)的联系方式,此人住在纽约,自学成才,而且外界只能通过邮件与之取得联系。霍普立刻依样行事,并在几天后收到了一个包裹,里面装有一系列关于脊灰疫苗与艾滋病毒关联性的资料。
路易·帕斯卡尔多年来一直致力于对脊灰疫苗和艾滋病毒关联假设的研究。自1987年11月起,他开始撰写一篇名为《现代医学带来了艾滋病毒》的文章,1990年,另一篇《艾滋病毒是如何产生的?》也面世了。这两篇文章从未被任何科学杂志出版。直到1991年,路易·帕斯卡尔的另一篇文章《科学误入歧途的后果》,才被离澳大利亚悉尼不远的伍伦贡(Wollongong)大学发表。这篇文章包含所有脊灰疫苗与艾滋病毒相关的线索。霍普阅读了路易·帕斯卡尔提供的大量文献,得以了解疫苗制备方式,并发现疫苗接种运动中的多个关键技术问题。
掌握了这些初步资料之后,霍普投入到自己的调研之中。要知道,这一研究可是持续了七年之久。为什么他竟要如此执着?显而易见,将脊髓灰质炎疫苗和艾滋病联系起来的假设可是存在缺陷的——制备疫苗的细胞源不一样。此外,还有一点可令他的假设不攻自破:如果承认HIV-1型病毒在赤道非洲地区出现是源于脊灰疫苗接种,那么我们如何解释同时在西非地区出现了HIV-2型病毒呢?要知道,西非地区当时并没有开展任何疫苗接种运动,疫苗引起艾滋病一说似乎站不住脚。但是霍普和他之前的柯蒂斯一样,正是因为科学家们拒绝同自己交流对话反而加深了怀疑——这些科学家会否有所隐瞒呢?
霍普将搜集到的脊灰疫苗研发初期的大量资料汇集成了鸿篇巨制,仅注释和参考书目就有170页之多。为了完善自己的调查,他还联络了当时参与疫苗研发的一些主要科学家,希拉里·柯普洛夫斯基自然是第一个。
我们在第一章中已经对这一人物提过寥寥几笔,之后在以狂犬疫苗为主题的第三章中也会用大幅笔墨讲述他的故事。柯普洛夫斯基于1917年出生于波兰华沙,他还是一位出色的钢琴手,于是就需要在医学和音乐生涯之间做出选择。心中壮志令他弃乐投医:他要站在一个学科的顶峰。“他很早就明白,在生物医学领域可发挥的余地要比音乐家的世界大得多”,其传记作者罗杰·佛汉(Roger Vaughan)如是说。柯普洛夫斯基最终成为医生,但音乐作为爱好伴其一生,所以1940年时还有人在罗马音乐学院(Conservatorio Santa Cecilia di ROMA)见到他的身影。然而做出投身医学的决定不久,战争就爆发开来,柯普洛夫斯基被迫离开意大利赶赴西班牙,他的太太伊雷娜和年幼的孩子也从法国出发到那里与他会合。他们决定离开欧洲,借道葡萄牙前往巴西。
一家人终于在里约热内卢团聚。柯普洛夫斯基在那里以音乐天赋谋生,而他的太太伊雷娜原本也是一名受过良好教育的科学家,则在里约一间大型医院担任护士。一天,柯普洛夫斯基偶然遇到了一位同样被驱逐出境的波兰朋友,后者在里约洛克菲勒基金会工作。朋友向他提议说:“我们在招聘年轻的研究员,你愿意来吗?”第二天柯普洛夫斯基就成为该基金会的一员。在那里他还结识了著名的美国病毒学家埃德温·兰尼特(Edwin Lennette),这位专家主要从事黄热病领域的研究。柯普洛夫斯基后来也成为病毒学家。
在兰尼特的指导下,柯普洛夫斯基很快入门了病毒的研究技术,还领教到了它们的厉害:他一开始就感染了委内瑞拉马脑炎病毒(EEV)。脱险之后的柯普洛夫斯基于1943年发表了第一篇文章,名为《关于在实验室发生的8次委内瑞拉马脑炎病毒感染》。他和兰尼特组成了一支非常有活力的团队,发表了多篇科研文献。
巴西的生活十分惬意,然而柯普洛夫斯基一家还有一个梦想尚待实现:到美国去生活。1944年12月1日,希拉里、伊雷娜和他们5岁的儿子抵达纽约。柯普洛夫斯基在纽约洛克菲勒基金会任职不久,就被制药巨头——立达(Lederle)的病毒学分部新任主管黑若尔德·考克斯(Herald Cox)相中。从这时起,他开始投身于脊灰病毒的研究,这也是当时美国医学研究的重中之重。
研究之初,柯普洛夫斯基就倾向于研发一种减毒活疫苗。正是基于在巴西黄热病病毒的研究经验,他才做出了这个决定——他明白,当一种病毒在细胞系统内或动物身上进行连续传代时,它会发生突变,其特性会发生不可逆的转变。因此,从一种毒性很强的病毒中得到减毒病毒是有可能的。1951年,他获得了一株Ⅱ型脊髓灰质炎减毒病毒株,将其命名为TN,以致敬他亲密的合作者汤姆·诺顿。后者也是“黄热病疫苗之父”马克斯·泰雷尔(Max Theiler)的学生(见第四章)。到了1953年,柯普洛夫斯基成功将Ⅰ型脊髓灰质炎病毒减毒,并将这一新毒株命名为SM。
临床研究证明了这些候选疫苗的价值。毋庸置疑,柯普洛夫斯基是脊髓灰质炎减毒活疫苗领域的先驱。但是很快,竞争的苗头初现端倪,他的对手有研发灭活疫苗的乔纳斯·索尔克,还有选择了同一方向——减毒活疫苗的阿尔伯特·萨宾。赛跑开始了。
看来必须要扩大临床试验范围了。柯普洛夫斯基、立达实验室团队和英国病毒学家乔治·迪克(George Dick)联合起来,后者毛遂自荐,要在爱尔兰的贝尔法斯特(Belfast)检验柯普洛夫斯基的两种候选疫苗:TN和SM。大规模试验如期于1956年展开,乔治·迪克首先为一些大学生志愿者进行了接种,后又给他四岁的女儿注射了疫苗——要知道这种操作在今天简直是不可想象的。然后他逐日跟踪病毒在他女儿身上的变化,并在排泄出的粪便内发现了病毒,而且这种病毒也被传染给了他的太太和其他两个孩子。这是个出乎意料的重大发现。但之后发生的事情更令人大感意外:病毒在他女儿体内繁殖了之后,毒性并没有减弱——当它再次被注入猴脑后,仍然具有致病性。
除这些日常观察外,初步临床研究搜集的数据也令人失望,在接种的21名成人和169名儿童之中,分别只有22%和77%出现抗体。疫苗并没有诱发人体不良反应,但是被排泄出的病毒却对猴子具有致病性。1957年,乔治·迪克(George Dick)博士和大卫·戴恩(David Dane)博士(迪克年轻的合作者)在《英国医学杂志》发表了他们的成果,认为这两株脊灰毒株不能在爱尔兰进行大规模应用。
多米诺骨牌立刻倒下——柯普洛夫斯基和他的老板考克斯之间产生了分歧。柯普洛夫斯基离开了立达实验室,带着忠诚的汤姆·诺顿和几个技术人员重新回到了费城威斯塔研究所。他很快重整旗鼓,带着两种候选疫苗回到“赛场”之上,他派出的“参赛者”分别是CHAT疫苗(含有脊髓灰质炎Ⅰ型病毒)和福克斯Ⅲ型(含有脊髓灰质炎Ⅲ型病毒)。所有这些疫苗株都是由猴肾细胞制备的。但是一个困难横亘在他眼前:由乔纳斯·索尔克研发的灭活脊灰疫苗自1955年4月起已在美国获得许可了。出于行业伦理,该国已经不能继续研发相同类型的新疫苗,必须前往其他国家才行。于是他们选择了非洲。
1955年,希拉里·柯普洛夫斯基参与了在肯尼亚姆加亚(Muguga)召开的关于狂犬病的会议。他在那儿认识了一位同胞:塔杜斯·维克托(Tadeusz Wiktor),此人后来也加入了威斯塔研究所(见第三章)。他还结识了领导比属刚果斯坦利维尔(Stanleyville)医学实验室的吉斯兰·库尔图瓦(Ghislain Courtois)。柯普洛夫斯基向库尔图瓦建议共同合作,评估一种减毒脊灰疫苗。
很快,人们就在比属刚果斯坦利维尔旁的林迪(Lindi)地区建起了动物饲养区,对大猩猩的研究可以开始了。CHAT疫苗和Fox疫苗在动物身上都保持了减毒状态,并使它们获得了针对野生脊灰病毒的免疫性。之后他们以口服液体疫苗的形式对人体开展实验。在1957年和1958年中,约有26万成人和儿童分别在7个站点接种了疫苗。1958年2月24日—4月10日在鲁济济河(Ruzizi)峡谷进行的大规模接种行动中,共有215504人接种了CHAT株疫苗,即每天接种人次在3000—10000人,其间并未报告任何严重不良反应。疫苗不仅没有被人体排异,而且还十分高效。1957年11月—1958年11月,为抵御一场肆虐的Ⅰ型脊髓灰质炎传染,另一场接种运动开始了,结果依然如此。其间共有22886人接种了CHAT株疫苗,疾病的蔓延被迅速遏制住了。
一言以蔽之,威斯塔研究所在赤道非洲地区推行的疫苗研究获得了毋庸置疑的成功。之后柯普洛夫斯基回到他的祖国波兰,在那里为他的候选疫苗进行资格评估,其间有超过700万人接种。但是在他与阿尔伯特·萨宾的竞赛之中,后者声称有超过5000万人接种了自己的疫苗,尤以苏联接种的人为多。看起来威斯塔团队要输掉这场比赛了。1960年,阿尔伯特·萨宾的口服脊灰疫苗在美国注册获得许可,之后在全世界确立了地位。此后,柯普洛夫斯基的脊灰疫苗一直寂寂无闻,直到1992年才重回人们视线。
让我们重新谈谈霍普及其一丝不苟的“探案”。他顺藤摸瓜,对当年刚果大规模接种行动的每一个参与者都进行了围追堵截般的调查。在他的著作中,霍普首先抨击了柯普洛夫斯基1992年8月在《科学》杂志发表的《艾滋病和脊髓灰质炎疫苗》一文。这篇文章是对柯蒂斯1992年2月提出假设的回应。霍普举出了这短短一篇文章中的11处不一致及一些不准确之处。他继续循着这些作者们的出版作品探索,发现了1958年《英国医学杂志》发表的一份报告,名为《关于在比属刚果和卢旺达-乌隆迪开展脊髓灰质炎减毒活疫苗大规模人体接种的报告》。这篇报告的主要作者是吉斯兰·库尔图瓦、阿尼埃斯·夫拉克(Agnes Flack)、格瑞之·杰维斯(Gerage Jervis)和加斯东·尼内恩(Gaston Ninane),当然希拉里·柯普洛夫斯基也参与了撰写。霍普知道当时只有尼内恩和柯普洛夫斯基还在世,于是他拜访了这两个人。
虽然霍普一再坚持,却并未得到任何使用大猩猩肾细胞制备脊灰疫苗的确认,尼内恩还是肯定疫苗生产时仅使用了亚洲猴肾细胞。在林迪地区饲养区中的大猩猩仅被用于验证候选疫苗是否减毒(即构成疫苗的减毒病毒不再具有毒性)。然而霍普的中心论点恰恰在于,他确认CHAT疫苗是用感染SIV的大猩猩肾细胞制备的,这种大猩猩免疫缺陷病毒正是HIV的前身。
威斯塔研究所的相关备忘录已在多次迁址中散佚。要知道那是在20世纪50年代,在缺乏CHAT疫苗制备规范和文献的情况下,很难为霍普的这一断言找到确切证据。此外,柯普洛夫斯基团队发表的文章中并未提到CHAT脊髓灰质炎减毒活疫苗使用的培养细胞是来自哪种猴类。因此,霍普提出的所有假设都建立在人们对40年前旧事的口头证言之上。
毫无疑问,威斯塔团队可能从林迪地区库尔图瓦团队圈养的大猩猩身上提取了肾细胞。但若用这些细胞制作疫苗,他们就需要将这些细胞从斯坦利维尔运送到费城(那时两地的空运需在布鲁塞尔中转,时长达3—6天),且途中细胞的储存环境必须满足特定条件方可进行后续培养。既然他们当时能从恒河猴和食蟹猴身上轻易地得到猴肾细胞,那为什么还要如此大费周折呢?其实20世纪50年代,已经有逾万只恒河猴从印度(恒河猕猴)和印度尼西亚(食蟹猕猴)被进口到了美国和欧洲。随着细胞培养技术的发展,从1955年起,美国国内陆续建立起了这些猴类饲养区,猴肾细胞可以直接在美国国内进行交易了,要获得猴肾细胞定期供应不费吹灰之力。因此为了方便,威斯塔团队几乎不可能自找麻烦——千里迢迢远赴非洲基地,采集那里的大猩猩肾细胞制备疫苗。柯普洛夫斯基亲密的合作者斯坦利·普洛特金也这么说过:“恒河猴细胞是向美国的一个供应商购买的。”
1993年夏天,霍普搜集到了一份有关柯普洛夫斯基工作的文件,其丰富程度超出人们的想象。其中不仅包括了《科学》杂志刊登的文章,还有各种会议总结汇报。于是霍普得以成功复原全部临床研究情况,并发现那些曾在非洲使用的疫苗株同样也在欧洲使用过。10A-11株就是这样,在鲁济济河峡谷、瑞士和瑞典都曾经进行了大规模接种,于是霍普投入了对欧洲这条线的研究。
他结识了一名曾负责瑞士接种试验的儿科医生——弗里茨·布瑟(Fritz Buser)教授。1958—1960年,瑞士超过30万名儿童都接种了柯普洛夫斯基生产的疫苗。在瑞典,大约5000名儿童接种了CHAT疫苗,大多是10A-11株。于是霍普得到如下结论:1957—1960年,这两个国家的14000名儿童接种了被控具有传染性的病毒株,但是在接种后几年里,却没有报告任何一例艾滋病感染症状。于是他非常诚实地总结说,欧洲的这些数据资料严重地动摇了脊髓灰质炎疫苗是艾滋病源头的假设。
1993年10月20日,霍普第一次见到希拉里·柯普洛夫斯基,后者有其律师陪伴在侧,在这次接触之后他们又多次会面。那时柯普洛夫斯基已经73岁高龄,他已于两年前离开了威斯塔研究所,转而到费城的托马斯·杰斐逊大学担任微生物学和免疫学教授。根据霍普对此次见面的描述,就脊灰疫苗发展史而言,他了解得比柯普洛夫斯基更深入,至少在细节方面是这样:后者多次记不清这点或那点,或提供的信息是不确切甚至是错误的。霍普则在对话里占据了上风,不断就40年前的试验进行诘问。可是这些活动的文件资料大都散佚了,两人此番交锋并未产生任何决定性结论。
霍普继续进行他的调查,并于1999年出版成书。面对这一惊世骇俗的调查,科学家们感到有必要予以回应了——不仅因为它是皇皇巨著,更因为它包含了太多细节性信息。科学家们通过现代化手段对威斯塔研究所冷柜里的疫苗样本进行了分析,发现存在一种疑似SIV的病毒。同时,基因印记测定能够帮助他们证实该疫苗是不是用大猩猩细胞制备的。2000年9月12日,世界卫生组织向媒体发出一份公函,作为正式回应,名为《关于实验性脊髓灰质炎疫苗有可能是HIV源头假设的声明》。结论如下:本周(即2000年9月11日所在周),为检测HIV病毒来源,伦敦皇家学会召开会议。最终证实下列科学发现与霍普先生的假设并不相符:
——依据基因测序数据,人类第一次感染HIV病毒可回溯至1930年左右,即早于20世纪50年代的疫苗接种试验。
——试验性脊髓灰质炎疫苗样本(自20世纪50年代末起就被存储于安全环境之下)于近期接受了准确度极高的分子生物学技术测试。测试结果显示HIV病毒阴性、猴类免疫缺陷病毒阴性、大猩猩DNA阴性。这些最新结果排除了试验性脊髓灰质炎疫苗是由大猩猩肾细胞制备的假设。
——此外,试验性疫苗的制备流程使其不具备被人类或猴类免疫缺陷病毒感染的可能性。这一制备流程包含了胰蛋白酶灭活(一种高效可轻易灭活HIV的酶)、冻结、解冻和过滤(注意:这一环节可解除感染或携带病毒细胞存在于疫苗最终版本的风险),即许多环节都可消除HIV或猴类免疫缺陷病毒。因此HIV病毒是不可能被传播至疫苗成品的。
以上结果与其他流行病学、生物学和病毒学研究成果相符,显示霍普先生的假设不能成立。
此事就此画上句号。
但是还有一个问题悬而未决:是谁资助了爱德华·霍普在全世界范围内长达七年的调查呢?