與病毒共赴未來
10 漫長的告別
反對完全清除天花病毒的人認為,無論新一輪疫情爆發的風險有多小,風險畢竟還是存在的,因此就有必要對天花病毒進行更多研究。畢竟關於病毒我們未知的太多了。天花只會感染人類這一個物種,但近源的痘病毒屬成員則能同時感染好幾個物種。沒人知道天花病毒究竟為什麼這麼特殊。如果天花在未來幾年內再次爆發,快速診斷可以挽救數不清的生命。但目前的診斷基於過時的技術。為了研發更先進的方法,科學家得有樣本來測試,最起碼得能準確區分天花病毒和其他痘病毒屬的成員,而這隻有用活的天花病毒才能實現。同樣,科學家也可以利用病毒來開發更好的疫苗和抗病毒藥物。
後來,哥倫布到達新大陸,也讓美洲原住民第一次接觸到了天花病毒。結果這些歐洲人無意中隨身攜帶的「生物武器」,讓入侵者在對抗中佔了上風。美國土著對天花毫無免疫力,在感染病毒后大批大批地死去。15世紀初西班牙征服者抵達中美洲后的幾十年裡,超過90%的土著死於天花。
在一本印刷於1798年的小冊子里,詹納發表了這種嶄新且更為安全的天花預防方法。詹納把他發明的方法稱為「種痘」(vaccination),這個名字來源於拉丁語的「牛痘」(Variolae vaccinae)。此後3年內,英國有逾10萬人進行了牛痘接種,種牛痘的技術進而又在世界各地傳播開來。在接下來的幾年,其他科學家讓詹納的技術繼續發揚光大,他們用同樣的方法又發明出了對抗其他病毒的疫苗。擠奶女工的傳說,終於化作一場醫學革命。
事實證明,斯科特也過於悲觀了。2001年,也就是他做出預測僅僅3年後,獸醫們記錄下最後一例牛瘟——這是肯亞梅魯國家公園的一頭非洲野水牛。FAO又等了10年,期間沒有任何其他動物再次感染。終於,在2011年,他們正式宣布,牛瘟病毒已經從地球上消失。
一些專家認為根本不該繼續等待,只要天花病毒還存在,不管控制得多麼嚴密,都有外泄並造成百萬人死亡的可能。恐怖分子甚至可能試圖把天花病毒做成生物武器。更糟糕的是,人們現在已經不再接種天花疫苗了,所以人類對這種病毒的免疫力實際上正在減弱。
人類擅長意外地製造新病毒——有時候在養豬場就能調製出一款新型流感病毒,屠宰黑猩猩的過程也催生了艾滋病毒。然而我們卻不擅長清除病毒。儘管有疫苗、抗病毒藥物和公共衛生策略的聯合夾擊,病毒仍然能狡猾逃脫。對於人類來說,比較可控的是減少病毒造成的危害。例如,艾滋病在美國的感染數量已經下降,但每年仍有5萬例新感染。縝密的疫苗接種計劃已經在一些國家讓一些病毒銷聲匿跡,但它們仍然能在世界上其他的角落旺盛繁衍。事實上,現代醫學還真的曾經從自然界中完全消滅了一種人類病毒,它就是導致天花的病毒。
疫情不斷爆發出來,又一次次被擊退,直到1977年,衣索比亞記錄了世界上最後一例天花。整個世界徹底告別了天花。九九藏書
至少這是個辦法。通常情況下,接種人痘會引發膿皰,接種有2%的死亡率。然而,2%的風險也比感染天花之後30%的死亡率強多了。人痘接種預防天花的方法沿著貿易交流的絲綢之路向西傳播,17世紀初傳入了君士坦丁堡。免疫成功的消息又從君士坦丁堡傳到歐洲,歐洲醫生也開始練習人痘接種。然而這種做法在歐洲卻引起了宗教勢力的反對,他們認為只有上帝才能決定誰能在可怕的天花中倖存下來。為了消除民間的疑慮,醫生組織了公開實驗。1721年,波士頓醫生扎布迪爾·博伊爾斯頓(Zabdiel Boylston)在天花流行期間公開給幾百人進行人痘接種。結果一場天花流行過後,接種者比沒有參加實驗的人存活率更高。
大約3500年前,天花在人類社會第一次留下可追溯的痕迹:人們發現了三具古埃及木乃伊,身上布滿了膿皰留下的傷疤。包括中國、印度和古希臘在內的其他許多古代文明中心,也都領教了這種病毒的威力。公元前430年,一場天花疫情席捲雅典,殺死了1/4的雅典軍人和城市中大量普通人。中世紀,十字軍從中東歸來,也把天花帶回了歐洲。每次病毒抵達一個新的地區,當地人對病毒幾乎毫無招架能力,病毒的影響也是毀滅性的。1241年,天花首次登陸冰島,迅速殺死了2萬人,要知道當時整座島嶼也只有7萬居民。城市化的進程給病毒傳播提供了捷徑,天花在亞歐非大陸如魚得水。1400—1800年,僅在歐洲,每百年就有大約5億人死於天花,受害者不乏俄羅斯沙皇彼得二世、英國女王瑪麗二世及奧地利的約瑟夫一世等君王。
牛瘟在一個個國家相繼消失。但是局部發生的戰爭還是會打斷對抗病毒的運動,病毒就會趁機重返曾經的領土。「牛瘟是最有可能根除的一種疾病。但為什麼至今也沒能成功?」對抗病毒行動的負責人戈登·斯科特爵士(Sir Gordon Scott)在1998年的一篇論文中問道。「主要的障礙來自『人對人的不人道行為』,」他總結道:「牛瘟在武裝衝突以及逃亡的難民群體中茁壯成長。」
世界上第一種有效預防天花傳播的方法可能出現在公元900年的中國。醫生會從天花患者的傷疤上蹭一下,然後摩擦到健康人皮膚上的切口裡(有時他們也把傷疤做成可以吸入的粉末,來給健康人接種)。這種過程稱為「人痘」接種,通常只會在接種者的手臂上形成一個小膿皰。膿皰脫落後,接種者就對天花免疫了。
對這個提議的倡導者來說,病毒的生物學特性給了他們很九_九_藏_書大的信心。天花只感染人類,不感染其他動物。只要能系統地除掉所有人類身上的天花病毒,戰役就大功告成,完全不用擔心病毒潛伏在豬或鴨子身上,回頭再來感染我們。此外,天花是一種癥狀很明顯的疾病。不像HIV這種病毒,受害者可能攜帶了幾年也毫不知情,天花感染的癥狀會在幾天內顯現出來。這樣,公共衛生工作者就能很準確地識別疫情並跟蹤疫情的發展。
但也有的科學家堅稱要保存天花病毒。他們指出,根除天花運動實際上可能並沒有完全成功。20世紀90年代,一些國家的叛逃者透露說,他們從前的政府建立了實驗室,專門生產天花病毒武器,這種武器可以被裝在導彈上,發射到敵軍陣營。冷戰結束后,那些生物武器實驗室被遺棄了。沒人知道研究中使用的天花病毒的最終下落。一種令人膽寒的可能是,昔日政府雇傭的病毒學家把天花病毒賣給了其他政府甚至恐怖組織。
其他消滅流行病的運動,也取得了鼓舞人心的進展,很多戰役接近勝利,只欠臨門一腳。例如,脊髓灰質炎曾經嚴重威脅著全球兒童的健康,數百萬兒童因此癱瘓或終身依賴「鐵肺」。多年的努力,已經讓疾病從世界上大多數地區消失。1988年,每天有1000人患上脊髓灰質炎,但到了2014年,這個數字減少到每年僅有1人。1988年,脊髓灰質炎在全世界125個國家流行。2014年,只有3個國家還能找到它的蹤影,這3個國家是阿富汗、奈及利亞和巴基斯坦。
基因測序技術又啟發了另一項意義重大的研究領域:科學家從零開始利用鹼基合成基因。最初組裝的只是一小段遺傳物質。但就是在這時,紐約州立大學石溪分校病毒學家埃卡德·維默爾(Eckard Wimmer)已經意識到,病毒的基因組就恰好是一段足夠小的DNA,完全可以人為合成。2002年,他和他的同事們參照脊髓灰質炎病毒的基因組,合成了數千段更短一點的DNA片段。然後他們用酶把這些DNA片段連接在一起,再用最終合成的DNA分子作為模板,製造出了相應的RNA分子。這樣,一個脊髓灰質炎病毒基因組的完整副本就真實地呈現在了人們眼前。維默爾和他的同事們把這段RNA放到裝滿鹼基和酶的試管里,新的脊髓灰質炎病毒就自動開始組裝。換句話說,他們從零開始製造出了脊髓灰質炎病毒。
曠日持久的天花圍剿
整個19世紀,醫生們一直專註于尋找更好的天花疫苗。一些人把小牛當成「疫苗工廠」,讓它們反覆感染牛痘。一些人嘗試用甘油等液體保存病人的傷疤。直到科學家發現天花實際上是病毒引起的,疫苗才終於可以工業化生產,運送到更廣大的範圍造福更多的人。
疫苗(vaccine)這個概念得到了廣泛認可,醫學界開始努力跟上人們對疫苗的需求。起初他們從已經免疫的人的胳膊上取一些傷疤組織,依次注射到沒免疫的人身上。但由於牛九*九*藏*書痘只發生在歐洲,世界其他地區的人不太能自發感染牛痘。1803年,西班牙國王卡洛斯提出了一個非常激進的解決方案:他組織了一支免疫先鋒隊,向美洲和亞洲進發。20個孤兒在西班牙登船,其中一名孤兒在船啟航之前接受了免疫。8天後,這個孤兒長出膿皰,然後結了痂。他身上的痂被用來感染下一個孩子,然後下一個孩子病愈結痂,再繼續感染下面的孩子。航程中,船在港口依次停靠,每到一處,免疫先鋒隊就充當了人肉疫苗的角色,下船給當地居民接種。
然而,徹底消滅天花的提議也遭到了特別多的質疑。哪怕一切嚴格按計劃進行,這樣的項目也需要數千名訓練有素的工作人員多年全力以赴才可能達成,而且這些專業人員必須在全世界範圍展開行動,包括在許多偏遠甚至危險的地方艱苦奮鬥。而在此之前,公共衛生工作者已經為根除包括瘧疾在內的疾病做過很多努力,都以失敗告終。
2014年的一件事讓人們意識到,讓病毒失控甚至都不需要什麼生物武器。美國馬里蘭州國家衛生研究院的科學家在打包一間實驗室的物品時,發現了六隻舊的小瓶子。這些瓶子是20世紀50年代的遺留,裏面裝著天花病毒。在WHO的天花清掃中,它們顯然被忽視了,儘管它們藏匿的地方是世界上領先的醫學研究中心之一。
天花病毒是整個病毒家族裡的巨無霸,它們的身材是脊髓灰質炎病毒的25倍。這麼大的尺寸對於從頭合成來說是巨大的挑戰。但可以想象,如果給予足夠長的時間,一個訓練有素的大型實驗室終將可以成功。目前還沒有證據表明有人真的試圖用維默爾的方法復活天花病毒,但同時,也沒有證據表明這是不能實現的。在經歷了對天花長達3500年的苦難和困惑之後,我們終於開始對它有了一些了解,並終於能阻止它對人類的破壞。通過研究天花我們更加確信,它對人類的威脅不可能被徹底抹除。我們對病毒日益增長的知識,在某種意義上讓天花能夠永生。
WHO決定,所有實驗室庫存的天花病毒最終必須銷毀。在完全銷毀之前,科學家仍然能對病毒進行研究,但必須嚴格遵循WHO的規定。研究天花的科學家要麼毀掉全部病毒,要麼把它們送到世衛組織批准的實驗室,這樣的實驗室全世界只有兩個,其中一個位於蘇聯西伯利亞地區的諾沃西比爾斯克(如今俄羅斯的新西伯利亞),另一個是位於美國喬治亞州亞特蘭大的CDC。在此之後三十年,天花研究在WHO的密切關注下繼續進行。科學家對實驗室動物進行了基因改造,讓它們也能感染人的天花病毒,這樣就能更方便地研究病毒的生物學性質。科學家分析了天花病毒的基因組,研究出更好的疫苗,還開發出有望治療天花的藥物。這段時間內,WHO也在討論什麼時候應該徹底銷毀天花病毒。
在接下來的幾年裡,科學家陸續發表了其他病毒的基因組數據,包括在1993年發表的天花病毒基因組數據。通過和其他病毒基因組的對九-九-藏-書比,科學家獲得了天花病毒蛋白質運作機制的線索。研究人員又對來自世界不同地區的天花病毒株的基因組進行了測序,發現這些基因組之間幾乎沒有差異,這個信息非常重要,為未來迎戰新的天花爆發提供了非常重要的線索。
20世紀80年代,牛瘟病毒專家對他們從前打擊病毒的行動進行了反思,並開始謀劃一場殲滅戰。1990年,疫苗專家開發出一種廉價且化學性質較為穩定的牛瘟疫苗,甚至在不藉助任何交通工具的情況下徒步送到最偏遠的遊牧部落,也不會失效。1994年,聯合國糧食及農業組織(FAO)就藉助這種新疫苗發起了全球根除規劃。他們從社區工作人員那裡收集有關病牛的信息,並在需要的地方分發疫苗,以防止病牛傳染更多動物。
20世紀70年代,科學家首次發明了對生物體中的遺傳物質進行測序的方法。DNA是一種雙鏈結構,每一條鏈都是由一系列的鹼基排列而成,而RNA則是一條單鏈。基因中有4種不同的鹼基。你可以把基因理解為一種語言,這種語言不是由26個字母,而由4個字母組成。人類細胞中的所有DNA(也就是人類基因組)加起來一共是32億個鹼基對。如果每個鹼基對都用一個字母代表,那麼整個人類基因組這本巨著的長度是《戰爭與和平》的1000倍。初期DNA測序採用的方法非常耗時,而且結果不是很可靠,因此科學家用地球上最小的基因組做最初的測序嘗試,他們選擇的目標就是病毒。1976年,科學家正式發表了MS2噬菌體的基因組,這個基因組僅有3569個鹼基對。
隨著疫苗的普及,天花不斷丟失它們的城池。20世紀初,一個又一個國家報告了他們最後一例天花。1959年,天花病毒已經從歐洲、蘇聯和北美洲全面潰退,只在一些醫療力量相對薄弱的熱帶國家發揮餘威。但既然天花已經被逼到只剩最後一口氣,公共衛生領域的科學家開始謀劃一個大胆的目標:從地球上徹底消滅天花。
這真是人類一大壯舉。在過去的3000年裡,天花可能比地球上任何其他疾病殺死的人都多。古代醫生就知道天花,因為它癥狀清晰,與眾不同。病毒通過進攻呼吸道感染受害者。大約一周后,感染引起寒顫、發燒和難忍的疼痛。發燒幾天後就消退,但病毒遠未罷手。病人先是口腔中出現紅斑,然後擴散到臉上,最後蔓延到全身。斑點里充滿了膿液,給人帶來難以忍受的刺痛。大約1/3的天花患者會喪命。哪怕倖存下來,膿皰也會覆上厚痂,在病人身上留下永不消褪的深疤。
對抗天花的戰役勝利了,這證明了至少某些病原體可以被徹底消滅。隨後,人們又相繼開展了其他幾項消滅流行病的運動,但迄今為止也只有另一種病毒被成功根除,那就是牛瘟病毒。幾個世紀以來,牛瘟病毒一直困擾著奶牛場和牧場的農民。一次疫情爆發,足以讓牛群「全軍覆沒」。20世紀以來,獸醫們對牛瘟先後展開過幾次大型的消滅行動,但因為每次都不夠徹read.99csw•com底,病毒雖然被暫時打壓下去,之後總是再次反攻。
關於天花的爭論最終並沒有達成一個明確的結論,人們只是達成共識,在未來有必要的情況下再繼續討論。但儘管兩派意見仍然相持不下,科技的進步卻完全改變了辯論的內容。
在消滅病毒的行動中,人類發現,病毒能在各種極端條件下蟄伏,伺機捲土重來。20世紀末,公共衛生工作者們在全世界追剿天花病毒,科學家也在實驗室里嘗試培養天花病毒,以便更好地研究病毒的本質。1980年,WHO正式宣布人類已經消滅天花,此時實驗室里仍然儲備著病毒。一旦有人不小心把病毒釋放出來,局面就會再次反轉。
在這三個國家,由於戰爭和貧困的雙重阻撓,脊髓灰質炎還在苟延殘喘。如今,巴基斯坦的疫苗運動又遭遇了新的挑戰,塔利班覺得疫苗運動給他們帶來了威脅,開始有計劃地暗殺疫苗工作者。巴基斯坦原本已經把脊髓灰質炎的發病率從之前的每年2500~3200例降低到了2005年的28例。但隨後,這一數字又開始上升,2013年達到93例,2014年躍升至327例。甚至從前已經宣告消滅了脊髓灰質炎的敘利亞、以色列、索馬里和伊拉克等國,也重新出現了脊髓灰質炎病例,2014年WHO也發表了關於脊髓灰質炎公共衛生緊急狀況的通告。
然而,經過激烈的爭論,持懷疑意見的一派還是敗下陣來。WHO於1965年啟動了加強根除天花規劃。這次行動不同於以往,工作人員使用了一種新型的分叉針注射器,相比從前使用的普通注射器,這種新型注射器能更高效地把天花疫苗注射到人體內。因此,有限的疫苗就能持續供應更長的時間。公共衛生工作者還設計了更好的疫苗管理策略。不過,為整個國家所有人接種疫苗還是超出了根除天花規劃的能力範疇。因此,公共衛生工作者採取的辦法是及時發現疫情並迅速「剿滅」。他們會第一時間把受害者隔離起來,然後給周圍村莊和城鎮的人接種疫苗。天花本像一場森林火災,但很快碰到針對性免疫的「防火屏障」,火勢就被控制了下來。
當時,自然沒有人知道人痘接種為什麼有效,因為還沒人知道什麼是病毒,也沒人知道我們的免疫系統是如何對抗病毒的。天花的治療手段在不斷的試驗和試錯中完善。18世紀末,英國醫生愛德華·詹納(Edward Jenner)終於發明了一種更安全的天花疫苗。這個偉大的發明源於他聽說的一系列民間故事。有幾次詹納醫生都聽說,農場的擠牛奶女工從來不會得天花,他想,牛會感染牛痘,而牛痘的表現和天花很像,會不會是牛痘給擠牛奶的人提供了保護呢?他從一個叫莎拉·內爾姆斯(Sarah Nelmes)的擠牛奶女工手上取出膿液,接種到一個男孩的胳膊里。這個男孩長出了幾個小膿皰,除此之外沒有任何癥狀。6個星期後,詹納又用人痘對男孩進行了測試——換句話說,他讓男孩暴露在真正的人類天花面前。結果完全沒有新的膿皰長出來。