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　　印度告急！

　　印度疫情的飆升，已經(jīng)不僅僅是氧氣不夠用，醫(yī)療系統(tǒng)被擊穿的問題了，而是火葬場被擊穿的問題。下圖是印度為了處理每天大量增加的新冠死者的遺體，而不得不把火葬場開在露天的慘烈場景。

　　印度的疫情爆炸，除了穆迪政府過早宣布抗疫勝利，在疫情尚處平臺期就盲目開放，大搞宗教和政治集會以外，還有一個讓全世界的人都擔心的潛在因素：病毒的突變。

　　目前在印度飄蕩的有兩種號稱叫“雙重突變”和“三突變”的毒株，B.1.617和B.1.618，人們對其傳播力，毒性和對當前疫苗的抗性眾說紛紜。鑒于CDC對這些突變毒株的擔憂，拜登政府不得不宣布對印度實行入境的限制。

　　目前已經(jīng)有零星的證據(jù)表明病毒突變可能導(dǎo)致對抗體的抗性提高，導(dǎo)致疫苗保護力的下降。比如我們曾經(jīng)報道過葛蘭素史克疫苗組的一個研究：新冠病毒在低濃度抗血清下傳14代后可獲得完全擺脫抗體抑制的組合突變。

　　我們把現(xiàn)有的疫苗對病毒突變體抑制率的數(shù)據(jù)大概總結(jié)如下【1】：

• 　　牛津/阿斯利康腺病毒疫苗，針對英國突變株B1.1.7有75%的一個不錯的保護率，但是針對南非變種B.1.351下降到了10%，逼得南非不得不一度取消了對該疫苗的訂單；

• 　　Novavax的蛋白亞基疫苗，針對英國B1.1.7保護率為86%，而對南非變種是50%；

• 　　強生疫苗對以上兩種毒株的保護率類似，分別為64%， 66%；

• 　　輝瑞疫苗在以色列的一個小型研究中，對南非變種的保護率較其他毒株為低，盡管輝瑞的CEO對他家產(chǎn)品的廣譜抗毒性還是有很強的信心【2】

• 　　科興滅活疫苗在以P.1為主的巴西臨床試驗中，報出的保護率為50%左右。

　　現(xiàn)在人們害怕的就是新冠會不會象流感病毒一樣，其主要的抗原簇經(jīng)常地變異漂移，造成疫苗設(shè)計年年換，大家每年都得打。

　　但是有一種病毒，其突變率高得和流感病毒類似【3】，但是其疫苗卻在世界廣泛應(yīng)用長達半個世紀之后效力不減，而且是接種之后終身免疫。這就是麻疹疫苗。研究麻疹疫苗也許對今后研發(fā)廣譜的新冠疫苗有啟示性意義。

　　有小孩的讀者大概都熟悉小兒一歲多接種的一種叫MMR的組合疫苗，它主要有三種成分，分別針對麻疹 Measles, 腮腺炎 mumps和風疹 Rubella。這其中的麻疹，是一種和新冠還有點象的病毒，它們都是單鏈RNA病毒，都是通過呼吸空氣傳播的高致病性病原，而且都有無癥狀感染下的傳播現(xiàn)象。

　　在多年前，麻疹被認為是小孩成長過程中一種必經(jīng)的磨練，俗稱“出疹子”。這是因為在發(fā)達國家，麻疹的重癥和死亡率比較低，在美國60年代麻疹造成的兒童的死亡數(shù)為每年幾百人。但是在不發(fā)達國家就是一個非常嚴重問題了，比如在尼日利亞麻疹的死亡率高達四分之一【4】。但是在如今，由于疫苗的廣泛使用，麻疹幾乎已經(jīng)絕種了。

　　發(fā)明麻疹疫苗的最大功臣是哈佛大學(xué)和波士頓兒童醫(yī)院的安德斯（John F. Enders）博士，他是1954年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎得主，其成就是發(fā)明了在體外用細胞培養(yǎng)擴增病毒的方法。著名的小兒麻痹病毒疫苗就是用這種方法培養(yǎng)和滅活的，可惜的是，該疫苗的發(fā)明人Jonas Salk博士有點不厚道，在名滿天下的同時，忘了把研制小兒麻痹疫苗的軍功章分給安德斯一半。安德斯對此非常憤怒，但是為時有點晚，因為這個傳染病的皇冠已經(jīng)被Salk給摘走了。

　　左邊是發(fā)明小兒麻痹疫苗的Jonas Salk, 右手是現(xiàn)代疫苗之父，麻疹病毒的發(fā)現(xiàn)者John Enders，中間是路人甲。

　　他只好退而求其次，把精力集中在危害沒那么大的麻疹上。

　　即使是在當年，從染病組織中分離培養(yǎng)病毒也不是一件容易的事。我們曾經(jīng)寫過的1918年西班牙大流感的揭秘中，有一位有開拓精神的病理學(xué)家在1950年只身前往阿拉斯加的極北之地，在凍土層中挖掘出當年染流感身亡的尸體，試圖復(fù)活當年的致命毒株H1N1，最終失敗了，直到在40年之后等來了PCR技術(shù)，才一償夙愿。

　　和這位流感獵手同時代的安德斯，他的目標是從鮮活的病理樣本中分離麻疹病毒，雖然難度要小一個數(shù)量級，但也絕非手到擒來。經(jīng)過多次失敗后，安德斯的團隊終于在1954年發(fā)現(xiàn)，一個叫David Edmonston的患麻疹的小男孩的病理提取物，能夠顯著地轉(zhuǎn)化培養(yǎng)皿中腎臟上皮細胞的形態(tài)，也就是說，麻疹病毒在活細胞中得到了復(fù)制，并最終得到了確認。

　　當然，這一切在現(xiàn)代的科學(xué)手段下已經(jīng)成為常規(guī)操作了。2019年12月，最初幾例武漢患者在入院確診僅僅3天之后，他們的肺泡灌洗液的新冠病毒就被復(fù)旦大學(xué)張永振組測出了全序列并供全世界分享。后來活病毒在人呼吸道上皮細胞中成功地進行了擴增【5】。

　　又經(jīng)過后續(xù)艱苦的擴大培養(yǎng)，動物試驗和臨床試驗，安德斯團隊從小男孩David Edmonston體內(nèi)分離出來的麻疹毒株，經(jīng)過后來一系列的傳代，減活和滅活，最后授權(quán)給輝瑞和默克生產(chǎn)，終于成為奠定現(xiàn)代絕大部分麻疹疫苗的基礎(chǔ)，一直沿用到今天。而且經(jīng)過半個世紀的風風雨雨，不管麻疹病毒的自然突變走向何方，這個疫苗的保護率始終保持在90%以上。

　　不久前Moderna的老總對媒體放話說，在完成兩針接種后，在一年內(nèi)打第三針的可能性很大。這個講話引發(fā)了社會的普遍不安，因為疫苗公司的利潤是和接種人口以及頻率直接掛鉤的。人們擔心是，啥時候藥廠的賬目數(shù)字不好看了，CEO就一拍腦袋對社會說大伙兒再來一針，那可如何是好？

　　一個合理的奢望就是，如果新冠疫苗也能像麻疹疫苗那樣多好。

　　為了回答這個問題，美國梅奧醫(yī)院的團隊最近用麻疹病毒做了一系列試驗【6】【7】。他們發(fā)現(xiàn)，麻疹疫苗誘導(dǎo)出來的多種抗體混合物，能夠強烈攻擊病毒的主要抗原蛋白上的多個位點，這些位點中至少要同時突變5個，才能減弱甚至消除抗體對病毒的抑制，示意圖如下：

　　Greaney et al, 2021

　　這個棒槌樣的結(jié)構(gòu)代表病毒的蛋白抗原分子。圖中象Y一樣的形狀代表了抗體分子，這些抗體有不同的顏色，代表了麻疹疫苗誘導(dǎo)出來的多克隆抗體混合物。他們每一個都能高效地結(jié)合在毒蛋白身上，使其失活。如果只有一個突變的話（用星號代表），大部分抗體依然能夠有效地制服病毒。

　　下面是實驗數(shù)據(jù)，Y軸是小鼠和大鼠抗體體外抑制麻疹病毒的活性。X軸上列的是病毒蛋白上的7個主要抗原位點，我們可以看到從左開始數(shù)的四個位點中，存在任何一個都能保證抗體對病毒的抑制，只有當突變數(shù)達到了5個，抗體抑制能力才在Y軸大幅度下降。

　　Munoz-Alia et al, 2021

　　這個結(jié)果意義重大。因為，單靠自然進化，就算是麻疹病毒有比較高的突變率，它要在一個重要病毒蛋白的5個重要位點同時突變的幾率也是微乎其微；即便是真正發(fā)生了這樣的情況，這樣的突變毒蛋白之結(jié)構(gòu)功能也必大受影響，很可能在進化中就自我淘汰了。

　　這就是為什么在長達半個世紀的歷史中，麻疹病毒始終沒有進化出對付疫苗的變種來。當然，另一個原因就是，麻疹被人類靠疫苗壓服已經(jīng)多年，他們雖然沒有完全絕跡，但是傳播復(fù)制的機會大大減少，那么突變的絕對機會也就少了。

　　這也是為什么現(xiàn)在要不惜一切代價推廣接種新冠疫苗的原因。

　　和麻疹病毒相反的一個例子就是流感。下面是流感病毒和抗體應(yīng)答的簡圖：

　　Greaney et al, 2021

　　疫苗誘導(dǎo)的抗體雖然多樣，但是只集中識別單一個抗原位點，一旦該位點變化就會造成整體抗體庫的失效。據(jù)認為新冠病毒的抗體識別模式更可能是這樣的，而不是麻疹那個機理。

　　從麻疹和流感/新冠的比較來看，我們應(yīng)該希望疫苗誘導(dǎo)出來的抗體反應(yīng)越多樣化越好，因為雞蛋不能都放在一個籃子里。如果這個籃子翻了，那么所有雞蛋全部打碎；唯一的關(guān)鍵位點突變了，整體的抗體保護全部下降。

　　目前看來，刺突蛋白相對單一的抗原性是它的生化性質(zhì)所決定的。那么為了拓寬疫苗誘導(dǎo)抗體的廣譜性，也許不妨把目光投向其他病毒成分，一個可能的候選成分是病毒核酸衣殼蛋白，這個我們在以前寫過。

　　如果這樣說的話，目前大部分疫苗的研發(fā)都有一個局限，他們都是完全地針對新冠刺突蛋白而研發(fā)的，包括輝瑞，Moderna的RNA疫苗，阿斯利康/強生/康希諾/俄國衛(wèi)星的腺病毒疫苗，Novavax/ 中國智飛/三葉草的蛋白質(zhì)亞基疫苗。也就是說，一旦刺突蛋白的抗原漂移了，這個疫苗也就失效了。

　　唯一的例外是滅活疫苗，因為它是整體病毒滅活后的一個混合體，包含各種抗原成分。那么有沒有可能它能誘導(dǎo)出更廣譜的保護性呢？

　　事情沒有那么簡單，因為疫苗誘導(dǎo)抗體反應(yīng)的多元化固然好，但是也不能太雜了。

　　50年代安德斯分離出來的Edmonston麻疹毒株，后來走了兩個技術(shù)路線。一個是用福爾馬林處理生成的滅活疫苗，這條生產(chǎn)線被輝瑞接手了。但是在實踐應(yīng)用中，發(fā)現(xiàn)極少數(shù)接種過這種疫苗的小孩，在接觸麻疹病毒后反而會發(fā)生重癥。這個原因就是滅活苗誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)不充分，生成了一些低親和力的抗體，非但不能中和抑制病毒的毒性和傳播，反而會和入侵病毒顆粒聚合成有害的巨大復(fù)合物，從而加重了病情，副作用包含血管炎和肺炎等，這就是臭名昭著的ADE效應(yīng)，抗體依賴性加強效應(yīng)【8】。

　　所以輝瑞只好放棄出局。

　　除了滅活疫苗之外的另一條技術(shù)路線，是把原始麻疹毒株在雞胚胎成纖維細胞中培養(yǎng)傳代后，毒性下降，在注射人體后不誘發(fā)嚴重癥狀，但是保留免疫刺激力，這就是減活疫苗。這是一種極其聰明的辦法，因為他們用來給病毒傳代的細胞，缺乏人體細胞識別麻疹病毒的受體，如此一來，病毒在這樣艱難困苦的選擇壓力之下，進化出了旁門左道的途徑進入細胞。這樣的病毒再接種進入人體，由于已經(jīng)失去了最優(yōu)的攻擊宿主細胞的機制，就不能誘發(fā)疾病了，但是依然會賦予人免疫系統(tǒng)足夠的記憶力：一般認為是終身免疫。

　　默克買斷了這條技術(shù)路線，并一直沿用到如今。

　　這次疫苗工業(yè)借新冠的東風搞了大躍進，讓社會也許第一次認識到，生物醫(yī)學(xué)制藥界多年來打下了一個多么雄厚的根基， 為人類造福?？捎悬c令人奇怪的是，被譽為“現(xiàn)代疫苗之父”的安德斯，麻疹疫苗的奠基人，卻在媒體中鮮有提及，在對人類傳染病史撫今追昔以史為鑒的各種歷史回顧中，人們不約而同地仿佛把他遺忘了。

　　這其中的一個原因，也許是安德斯富有“時代特色”的麻疹人體試驗設(shè)計思路，放在今天實在是不足為人道。1960年，他的團隊在紐約市招納了1500名兒童進行疫苗的保護性試驗，受試者全部都是弱智兒童【10】，因為以當時的觀點看，這些孩子的生命是值得拿來冒險的。其他4000名受試兒童是來自尼日利亞的黑人兒童，這可以解釋為麻疹在非洲窮國的流行和危害尤深。

　　作為一個愛好歷史的現(xiàn)代藥企研發(fā)人員，我在網(wǎng)上找到一些當時麻疹疫苗研發(fā)推廣的歷史鏡頭，分享一下：

　　這是當年實驗室人員使用移液器做試驗，需要用嘴來吸，我一直不明白其中的奧妙，這要是萬一把病毒培養(yǎng)液不慎吸自己嘴里，那不就自動感染了嗎？

　　醫(yī)學(xué)統(tǒng)計人員使用手動計算機進行數(shù)據(jù)錄入和分析，和今天的統(tǒng)計師坐電腦前編程是大不一樣。

　　最后一個鏡頭最有意思，顯示的是非洲的公衛(wèi)人員用一種象槍一樣的器具流水線式的給孩子接種麻疹疫苗。

　　?我們看了之后也許有一個恐怖的疑問，怎么他給不同的人接種卻不換針頭？原來這種工具名叫“噴氣式注射器”，Jet Injector，利用電子或機械驅(qū)動產(chǎn)生高壓的氣體把疫苗射入皮下，是不需要針頭的，這種設(shè)備特別適合邊遠貧困地區(qū)的大規(guī)模接種活動。正是有了這樣的發(fā)明，世界衛(wèi)生組織才能在上世紀80年代宣布在全世界消滅了天花，包括非洲在內(nèi)。

　　可是，正如安德斯專招弱智兒童做試驗一樣，老舊的做法總會接受新標準和新知識的重新審視。后來的實踐發(fā)現(xiàn)，這個聰明的設(shè)備雖然避免使用了針頭，讓一只噴氣接種槍就覆蓋整個村莊，但是這種高壓瞬間刺破皮膚的機理依然會帶來交叉感染。據(jù)統(tǒng)計，美國越戰(zhàn)退伍軍人中感染丙肝的比例是一般大眾的五倍，這很可能是越戰(zhàn)中美軍廣泛使用噴氣槍進行疫苗接種的結(jié)果。因此，1997年美軍全部禁用了Jet Injector。

　　據(jù)說曾有人問著名的登山家George Mallory：你為什么想要登上珠穆朗瑪？他回答：“Because it is there” 。

　　Alexander Langmuir是美國CDC流行病部門的首任負責人，也是普及麻疹疫苗的主要推動力量之一。有人問他，你為什么如此執(zhí)著于在美國消滅麻疹，他借用了登山家的回答：Because it is there，and it can be done【12】。只不過他引用的登山家名叫Sir Edmund Hillary，這個差別并不重要，因為這句名言大概曾被賦予任何一位偉大的登山家。

　　醫(yī)學(xué)的進步也正是如此，這里面既有救死扶傷的剛需，也有人類永不熄滅的好奇，和征服自然的野心。

　　而且每一個大進步都是在趔趄和失足中躑躅前行。

　?。▓D片來自網(wǎng)絡(luò)）

　　參考資料

　　【1】 https://www.nature.com/articles/s41577-021-00556-5

　　【2】https://www.cnbc.com/2021/04/29/covid-vaccine-biontech-ceo-confident-shot-works-against-india-strain.html

　　【3】Viral mutation rates.

　　https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20660197/

　　【4】Mission, measles: the story of a vaccine. Merck Sharp & Dohme. United States. Public Health Service.

　　【5】2019年從中國肺炎患者分離出的新型冠狀病毒

　　https://nejmqianyan.cn/article/YXQYoa2001017?sg=AbW1NGsHw3NxPd6F

　　【6】https://www.cell.com/cell-reports-medicine/pdfExtended/S2666-3791(21)00041-0

　　【7】https://www.cell.com/cell-reports-medicine/pdf/S2666-3791(21)00073-2.pdf

　　【8】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29256824/

　　【9】https://www.cnbc.com/2021/04/15/pfizer-ceo-says-third-covid-vaccine-dose-likely-needed-within-12-months.html

　　【10】https://www.nytimes.com/2010/10/05/health/05first.html

　　【11】https://jtip.com/history-of-jet-injection/

　　【12】https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6410476/#bibr35-0033354919826558

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