脊髓灰質炎疫苗

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一名正在接受口服疫苗的兒童。

脊髓灰質炎疫苗(英語:Polio vaccines)又稱小兒麻痺疫苗。是一種用來對抗脊髓灰質炎(小兒麻痺)的疫苗,世界上主要通用類型有兩大類。第一類是由約納斯·沙克所研發出來的「沙克疫苗」,此疫苗於1952年首度試驗,內含一劑去活化脊髓灰質炎病毒。第二類則是由阿爾伯特·沙賓利用減毒性脊髓灰質炎病毒所研發出來的「沙賓疫苗」,這種疫苗的臨床試驗開始於1957年,並於1962年獲得許可[1]。此兩種疫苗幾乎將脊髓灰質炎消滅殆盡[2][3],使全世界的病例從1988年的約35萬例,減少到2007年的1000余例[4][5][6]

發展歷程[编辑]

早期[编辑]

1936年時,紐約大學的研究助理莫里斯·布羅迪(Maurice Brodie)利用猴子的脊髓作為病毒生長環境,並以甲醛殺死病毒,以製成脊髓灰質炎疫苗。由於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,接著再將疫苗接種於3000名兒童,其中多人出現了過敏反應,且沒有出現免疫作用[7]。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[8]

美國國家脊髓灰質炎免疫計畫(National Polio Immunization Program)早期於喬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·韋勒弗雷德里克·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[9]。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);還有人體麻痺前血液中會出現病毒的現象,以及γ-球蛋白型態抗體在抵抗病毒方面的效用[5][10]

美國在1952年與1953年,分別增加了5萬8000與3萬5000個病例,高於先前每年約2萬人的增加速度。當時在紐約萊德利實驗室(Lederle Laboratories)的希拉里·科普罗夫斯基曾宣稱在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復致病性而失敗[11]

沙克疫苗[编辑]

第一種有效的疫苗,是匹茲堡大學約納斯·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種血清型的致病性病毒株所研發。這些病毒首先培養於一種稱為綠猴腎細胞(Vero cell)的猴子腎臟組織,之後再以福馬林處理使其失去活性[5]

注射沙克疫苗可使血液產生以免疫球蛋白G(IgG)為抗體的免疫作用,防止病毒血症(viremia)的發生,並保護運動神經元(motor neurons),進而阻礙脊髓灰質炎的感染,也因此降低了產生延髓型脊髓灰質炎(bulbar polio)以及後脊髓灰質炎症候群(post-polio syndrome)的風險。不過由於此疫苗並無法保護腸道的黏膜內襯(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,疫苗於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[12]。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製成的安慰劑;對照組則是由120萬名無接受疫苗的兒童構成,並研究觀察他們是否受到脊髓灰質炎的感染[13]。結果發表於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[14]

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畫,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[15]。IPV疫苗在美國一直到1960年代仍廣泛使用。強效型的IPV在1987年於美國通過許可,是目前美國所用的疫苗之一[16]

沙賓疫苗[编辑]

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」,用以鼓勵大眾接受口服沙賓疫苗。

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)[17]。這種疫苗是利用減毒性活病毒所製成,原理在於使病毒處於低於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號病毒株(Sabin 1 strain)與其帶致病性的親代(PV1血清型)之間,共有57個核苷酸的發生替換;2號病毒株有2個核甘酸替換,使其毒性減弱;3號則有10個替換參與毒性的減弱[5]。主要的減毒性因素在於突變發生於3株病毒的內部核糖體進入位點(internal ribosome entry site,IRES)[18],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模板的能力[19]。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製;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[18]

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;單價疫苗是只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,並逐漸取代去活化病毒,成為多數國家主要使用的疫苗類型[7]。在1961時,全美國的病例只剩下161例[20]

醫源性脊髓灰質炎[编辑]

VDPV[编辑]

口服沙賓疫苗中所含的減毒性病毒有可能再度轉變,成為帶有致病性的病毒[21]。因此而生的病毒稱為疫苗衍生脊髓灰質炎病毒(vaccine-derived poliovirus,VDPV),產生疫苗相关麻痹與一般外源性的脊髓灰質炎無法辨別[22]。這種情形相當少見(世界卫生组织估计,接种脊灰减活疫苗发生相关麻痹的概率约为1/25万首次接种剂次),但仍在一些口服疫苗涵蓋率較低的地區爆發,可能原因在恢復致病性的病毒與疫苗中的病毒相近,因此本身就是疫苗的對抗目標[23][24]

中國曾在2006年發生VDPV疫情[25]。其他發生地點還有柬埔寨(2005年-2006年)、緬甸(2006年-2007年)、伊朗(1995年,2005年-2007年)、敘利亞科威特埃及,以及奈及利亞(2007年)等地[26]

为了完全避免疫苗相关麻痹,脊灰灭活疫苗正在逐渐取代脊灰减活疫苗。

VAPP[编辑]

每75萬名疫苗接受者中,平均約有1人產生疫苗相關麻痺型脊髓灰質炎(vaccine-associated paralytic poliomyelitis,VAPP),不過詳細的發生比例依地區而異[27],且成人發生的機會也高於兒童。此外,免疫不全(immunodeficient)的兒童,尤其是B淋巴細胞疾病患者,由於合成抗體能力較弱,得到VAPP的機會較一般兒童為高[22]

VAPP曾於白俄羅斯(1965年-1966年)、埃及(1983年-1993年)、伊斯帕尼奧拉島(2000年-2001年)、菲律賓(2001年),以及馬達加斯加(2001年-2002年)[28]。與海地(2002年)[29]等地方爆發。

SV40病毒的汙染[编辑]

1960年,一些用來製備疫苗的恆河猴腎臟細胞中發現了SV40病毒[30]。這種病毒也是因此而發現,是一種存在於自然界,可感染猴子,也可使嚙齒類生出腫瘤的病毒[31]。在人類方面,SV40可見於特定種類的癌症腫瘤中[32][33],但到目前為止並無確認可導致癌症發生的情況[34]

SV40存在於一些使用於1954年到1962年間的IPV庫存,在OPV中則無發現。根據估計,可能有1000到3000萬名左右的美國人接受了含有SV40的疫苗[30]。而後來的分析也顯示,一些前蘇聯集團國家,以及日本、中國和部分非洲地區,也曾使用含有SV40的疫苗[35]

美國國家癌症研究中心在1998年所進行的資料分析研究顯示,接受這些含有SV40的疫苗,並不會導致得到癌症的機會增加[36]。而瑞典另一項針對接受了可能含有SV40的疫苗所做的研究,也顯示這些疫苗並無增加罹患癌症的風險[37]

參考文獻[编辑]

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外部連結[编辑]

  • PBS.org - 'People and Discoveries: Salk Produces Polio Vaccine 1952', PBS