天花病毒是去是留

5月24日,世界卫生大会磋商决定将天花病毒样本的销毁期限再推迟三年,这种曾夺走数亿人命的病毒又一次获得了“缓刑”。

为什么很多科学家和政府人员反对立即销毁最后的天花病毒?科学家们的观点是,保存病毒并进行研究可以更好地防止将来可能发生的生物恐怖主义。另外,有一个更重要的保存病毒的原因就是,科学家可以通过研究天花病毒进攻人体的机制来防治其他病毒所引起的人类疾病,比如艾滋病等。

30多年前,世界卫生组织宣布天花病毒,这个在20世纪夺走了3亿人性命的病毒,已经被人类消灭,这是人类抗病毒历史上的伟大胜利。

天花也是唯一一个被人类消灭的病毒。目前,世界上最后两个天花病毒样本分别被保留在了美国和俄罗斯。人们一直在讨论是否要将这最后的两个样本销毁以使得人类不再对天花病毒有后顾之忧。最终在1996年,世界卫生大会决定销毁最后的样品,只是销毁的最后期限一直没有决定。

2007年,政府人员和科学家在一起经过激烈讨论后,世界卫生组织宣布把销毁病毒样本的期限延长四年,而四年之后的今年,2011年5月24日在世界卫生大会两轮的磋商之后,大会决定将这个销毁期限再往后推迟三年,但同时大会再次重申,在有关研究机构完成“有必要”的研究之后,病毒样品必须被销毁。

那么为什么科学家和政府工作人员对销毁最后的天花病毒库存的日期争论不休呢?让我们来分析一下给天花病毒判“死缓”的理由。

天花病毒有多可怕

大天花病毒感染人体后将会引起严重的致病反应,并且死亡率高达30%。如果患者在接触到病毒四天内接种疫苗,一般可以抵抗病毒侵染。

天花病毒主要有两种类型:大天花(variola major)和小天花(variola minor)。当人被这两种病毒感染时将会造成类似的皮肤损伤疱疹。大天花病毒感染人体后将会引起严重的致病反应,并且死亡率高达30%;但小天花病毒感染后的病理反应则要轻很多,致死率也仅有1%。还有另外两种极不常见的天花病毒,它们的共同特征是几乎有完全的致死率。

被天花病毒感染后,病毒潜伏期一般为12至14天,临床上没有任何症状,并且不具有传染性。潜伏期过后,会有突然的类似流行性感冒的症状出现,如高烧、疲惫、头疼等。

两三天后患者高烧症状消失但伴随而来的是皮疹的出现,从面部、手和前臂开始一直到身体躯干。疱疹也会在鼻黏膜和口腔黏膜出现,并且迅速破裂释放出大量的天花病毒。皮疹会最终形成脓包并且会流出含有病毒的液体,然后脓包会软化结痂,最终脱落后形成无色素的疤痕。

患者在被完全治愈之前一直保持有传染性,但是最高传染性的时期是皮疹出现之后的一个星期。病毒的传染主要通过空气,如人与人面对面时唾液飞沫的传播,同时病毒还可以通过污染的衣物和床单传播,虽然后者的传染性较前者低。

如何治疗天花病毒感染呢?如果患者在接触到病毒四天之内接种天花病毒的疫苗,一般可以抵抗病毒侵染。而且,目前为止,除此之外并没有有效治疗方法。

疫苗:唯一的救命稻草

在接种天花疫苗后十年之内是不会被天花病毒感染的,不过即使超过了十年,被感染的几率和感染后的症状也会轻很多。

既然疫苗是天花病毒感染者的唯一“救命稻草”,那么我们简单介绍一下疫苗是如何起作用的。

一般来说,疫苗就是灭活或者减毒之后的病毒,换句话说就是以毒攻毒。当没有活性的病毒——即疫苗被注射或接种到人体之后,人体的免疫系统会迅速识别这些异己的物质,作出分析并进行一系列的下游反应,最终血液内的淋巴细胞产生抗体,用以中和病毒。

当人体成功产生能够生产有效抗体的淋巴细胞后,若此时真正的天花病毒入侵到体内,淋巴细胞将更迅速地识别天花病毒颗粒,并产生大量抗体以对抗天花病毒,从而使得人体不被天花病毒感染。

如果人体没有注射过疫苗而被暴露在天花病毒中,或者注射了疫苗但身体没有来得及产生有效的淋巴细胞,天花病毒将可以逃过免疫系统并侵染人体,造成一系列感染症状甚至死亡。即使逃过死亡的命运,也会留下满身的疤痕,并且很大程度上病毒会导致失明。可见感染前期治疗和预防的最有效的手段就是疫苗的接种。

如果我们留心会发现,大部分人的手臂上方都有一个大小不等的疤痕,这就是我们小时候接种天花疫苗留下的证据,大家可能认为,天花疫苗一旦接种将终身有效,但是这个说法被证明是不准确可靠的。

一般来说,在接种天花疫苗后十年之内是不会被天花病毒感染的,不过即使超过了十年,被感染的几率和感染后的症状也会轻很多,同时传染性也会明显下降。

也许大家会问,天花疫苗的接种可以保证至少十年有效,那么流行性感冒也是由病毒引起的,为什么我们每年都需要注射流感疫苗呢?那是因为疫苗诱导免疫系统产生的抗体只能针对和疫苗相同或类似的病毒进行防疫,但是流感病毒具有极高的变异能力,每年流行的都是不同的病毒株。意思就是说,你体内的抗体可以对抗去年的流感病毒,但是无法识别今年的流感病毒。而对于天花病毒来说,虽然也会有变异,但却整体比较稳定。

消灭天花的全球运动

早在1959年,世界卫生大会就开展了全球性的消灭天花运动。最终,1979年12月9日,科学家宣布,天花病毒已经被消灭。

所以由于接种天花疫苗对预防天花病毒感染和扼制天花病毒传播如此有效,人类消灭天花病毒的武器就是疫苗。早在1796年英国医生爱德华·詹纳(Edward Jenner)证明了牛痘疫苗的有效性之后,人类采取了很多手段展开对天花病毒的进攻。

从19世纪开始,欧美国家在本土和其殖民地都开展了局域性的疫苗接种项目。1950年,泛美健康组织在西半球范围内大规模展开了消灭天花病毒的行动,除了阿根廷、巴西、哥伦比亚、厄瓜多尔,这次行动在大部分美洲国家非常成功。

最终1959年,世界卫生大会接受了前苏联的尤日·丹诺夫(Viktor Zhdanov)教授的建议,开展全球性的消灭天花运动。那么具体这项任务是如何实施的呢?

每次天花流行都是从一个区域扩散开来,在世界卫生组织领导下,每个国家和地区必须对每次疫情都进行早期汇报,然后对疫情地区进行环状疫苗接种以迅速控制疫情。最终,1979年12月9日,科学家宣布,天花病毒已经被消灭,次年世界卫生组织证实了这个说法。全世界仅存的天花病毒样品被保存在了美国疾病预防控制中心和俄罗斯国家病毒学和生物技术研究中心。

1980年,世界卫生组织建议全球停止天花疫苗接种。在我国,上世纪50年代也开展了消灭天花运动,并且强制接种天花疫苗,当时,我国还不是世界卫生组织的成员国。而在上世纪60年代,我国也成功消灭了天花,比世界卫生组织所宣布的1979年提前了近十年。

那我们现在是否有可能感染天花病毒呢?几乎不可能,除了以下两种情况。第一种情况就是在进行天花病毒研究的实验室的工作人员,在未受到良好保护的情况下而感染天花病毒。世界上最后一例因为天花病毒感染而身亡的人就是这种情况。珍妮特·帕克(Janet Parker)是一位医学摄影师,她在英国伯明翰大学医学院感染了天花病毒,并因此死于1978年9月11日。而后负责该实验室研究的教授亨利·贝德森(Henry Bedson)因此自杀。

第二种情况就是遭受生物武器攻击后某地区的人群中出现天花感染的病征。在历史上有很多战争中都使用了以天花病毒为媒介的生物武器。当然了,这两种情况发生的可能性是微乎其微的。

但是一旦发生,后果将不堪设想,因为仅仅50至100例的患者就完全足以引起国际社会的严重关注,并很有可能爆发世界性的大流行,同时还因为世界其他主要国家以及我国都在上世纪70年代和80年代初期停止了天花疫苗的接种,病毒将可以在没有免疫力的人群中肆虐造成严重后果。

这就是很多人支持立即销毁所有现存的天花病毒样品的主要原因。尚不发达的某些非洲国家对销毁天花病毒的进程尤为关注,因为他们曾经被天花病毒严重侵扰,并且尤其担心恐怖主义活动会利用天花病毒。

为何给天花“缓刑”

虽然在1979年天花病毒就已经被人类所消灭,但是科学家并不清楚天花病毒是如何进攻人体的。而研究清楚这些是开发抵抗类似病毒的药物所必需的。

为什么很多科学家和政府人员反对立即销毁最后的天花病毒呢?很多人认为人类没有权力决定一个物种的生死存亡,无论该物种对人类有利或有害。当然更多反对者是来自于科学界。我们目前所拥有的天花病毒的疫苗虽然有很好的效果,但是科学家仍然会追求完美,他们想进一步提高天花疫苗的有效性,而这样的研究必须借助于天花病毒的样本。

同时,保存病毒并进行研究可以更好地防止将来可能发生的生物恐怖主义。另外,有一个更重要的保存病毒的原因就是科学家可以通过研究天花病毒进攻人体的机制来防治其他病毒所引起的人类疾病,比如艾滋病等。

事实上,虽然在1979年天花病毒就已经被人类所消灭,但是科学家并不清楚天花病毒是如何进攻人体的免疫系统以及天花病毒到底是如何导致人体死亡的。而研究清楚这些是开发抵抗类似病毒的药物所必需的。

仅仅在一年前的2010年,美国疾病预防控制中心的研究人员以及他们在欧洲的合作者将天花病毒进攻人体免疫系统的机制发表在《美国实验生物学学会联合会杂志》上。让我们来看看人体是如何对抗病毒的:面对不同种类的病毒,人体细胞有不同的方式进行对抗。

比如,乙肝病毒和人类免疫缺陷病毒(艾滋病毒),这些病毒会将自身的RNA逆转录成DNA然后整合在人体细胞的基因组上,造成敌我不分的状况,此时细胞将会表达一系列蛋白质并且利用染色体的结构将整合在人细胞基因组上的病毒基因组稳住,从而得以对抗病毒的侵染。

而对于更广泛的致病性病毒的入侵(包括逆转录病毒),人体可以产生干扰素用以对抗。干扰素可以激发一系列细胞的复杂生理反应,最终激发人体免疫系统抗病毒功能,例如抑制病毒DNA的复制。

干扰素的作用是没有特异性的,意思就是说干扰素可以用来对抗任何病毒,因为干扰素本身的作用就是动员人体的免疫系统全面作战。然而天花病毒中有一种被称作干扰素结合蛋白的蛋白质,这种蛋白质可以使得干扰素失效,从而使得免疫系统放弃对天花病毒的抵抗,在没有抗体的人体内,人体细胞将迅速面临四面楚歌的境地。

美国军队传染病医疗研究中心的科学家2010年底在《临床疫苗免疫学》杂志上发表了针对干扰素结合蛋白的疫苗的研究成果,他们发现将针对干扰素结合蛋白的疫苗和DNA疫苗综合使用可以使小鼠对痘病毒(天花属于痘病毒)有更高的免疫力。

应当注意到,如此重要的科学发现是在天花病毒被消灭的1979年之后作出的。而这个发现将会对潜在的天花病毒的预防,对类似天花病毒的各种痘病毒的预防甚至对更多病毒性疾病的预防有着重要帮助。延长天花病毒的销毁期限将大大有助于类似的研究进行。

那么研究天花病毒对研究其他病毒引起的疾病到底有什么帮助呢?虽然不同病毒有着很大的差异,但是仍然有些病毒可能共享类似的结构或者类似的蛋白质,抑或攻击类似的人体靶标,而这些共同点将可以使我们把一种病毒中的研究成果转化到另外一种病毒上。

比如说,艾滋病毒和痘病毒(天花病毒属于痘病毒)共同将人类CD4+淋巴细胞和单核细胞上的CCR5受体作为结合靶点,这一个共同点使得天花病毒的研究成果可能可以对艾滋病的研究有所启示。

2010年,西班牙的雷蒙德温斯坦(Raymond Weinstein)教授带领的研究团队发现,如果将注射过天花病毒疫苗的健康志愿者的血清(含抗体)加到体外培养的细胞中,再用CCR5型艾滋病毒(一种艾滋病毒)去侵染这些细胞,病毒在这些细胞中的复制能力将下降五倍。简单说,就是接种天花疫苗有可能对艾滋病毒有预防作用,但是这些研究都是非常初步的,我们还需要更多的实验证据来支持这个观点。

总体说来,天花病毒是去是留都各自有理,目前世界卫生组织决定暂缓三年销毁天花病毒最后的样本将给科学家更多的空间去了解这个我们熟悉而又陌生的病毒。

本文已发表于2011-7-2 《东方早报 身体周刊》

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6 Responses

  1. 呼~呼

    人类的确没有权利决定某个物种的生存与否,人类试图扮演神的努力最终会导致无法预想的灾难来临。那时才理解到渺小与谦卑就晚了!

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