天花病毒的前世今生:致死人数超2亿,毒株冷冻保存至今

​它是唯一被人类彻底消灭的传染病,它促成第一支疫苗的发明,它留给后世争议至今——最后的样品,到底是该彻底销毁?还是无限期冷冻?

作者 | 徐斯佳 日本京都大学医学院

“天花总是阴魂不散,向墓地里填塞着尸体。以无尽的恐惧折磨它的俘虏,令苟活的人们传播它的威仪。它把小婴儿变成令母亲战栗的怪物,让少女的双眸和脸庞成为恋人的梦魇。”

—— T.B. Macaulay 《英国史》

  • 死神忠实的帮凶

距今约一万年前,非洲东北部出现了一种致命的病毒。这种病毒通过空气传播。能感染皮肤、淋巴系统的重要脏器如骨髓、脾脏等。被感染者会出现高烧、呕吐和全身皮疹,三分之一的人在感染后两周内死去。幸存者则全身的皮疹化脓结痂,留下终生不退的丑陋疤痕。这一切的元凶就是天花病毒。

天花造成全身的皮疹和疤痕 | newmanchesterwalks.com

你知道吗?天花病毒的传染性强,致死率高,在历史上天花一度被称为“死神忠实的帮凶”。但它却最终栽在了奶牛和小男孩的手里。天花疫苗是人类发明的第一支疫苗。天花也是唯一一个被人类彻底消灭的传染病。据记载最早的天花疫情,发生在公元前1350年古埃及与赫梯王国的战争。

埃及的囚犯将天花病毒传播到赫梯地区,造成大面积人群病死,包括赫梯的国王。赫梯文明因此遭到毁灭性破坏。

后来天花又隐匿地随埃及商人、十字军部队穿过阿拉伯地区,又跟随西班牙和葡萄牙的殖民者一路通往美洲,开始世界范围内的传播。

此后,天花造成几十亿人的死亡。仅在20世纪,就估计有3~5亿人死亡。无论男女老少,贫富贵贱,均无例外。

  • 源于中国的神奇预防法

虽然死伤惨重,但天花并不是绝症。在现代医学出现之前,人们已经找到了防治天花的方法。清代医学家朱纯嘏在其《痘疹定论》一书中记录了约公元1022年前后的宋代,我国四川省峨眉山一位女道士发现那些曾经得过天花并活下来的人,这辈子都不会再被传染。于是她发明了一种的神奇的预防方法:将天花患者皮疹上结的痂碾碎成粉末,吹入健康人的鼻孔里。果然那些人就不容易被传染。这就是“人痘”接种法的雏形。

她被奉为神医,被请去给宰相的儿子“种痘”,也获得了成功,开始在民间流传。

古人将天花痂粉吹入鼻部进行预防 | 来自网络

此后,“种痘”法慢慢发展演化。到17世纪,医生们的做法是:在健康人胳膊上划几道细痕,取天花病人皮肤伤口的脓液,涂抹在划痕上。被接种人便不再容易感染天花。这就是“人痘”接种法。

1721,驻土耳其英国大使的夫人Mary Wortley Montagu太太, 主动让医生为她年幼的孩子们接种了人痘,后来她回到伦敦又积极推广这种做法。2年后“人痘”法受到王室的认可,开始在英国普及。

用于接种人痘的划痕器 | ageofrevolution.org

虽然人痘接种保护了许多人的生命,但这种方法本身仍存在一定风险,约3%的人在接种后死去。直到英国医师爱德华·詹纳(Edward Jenne,1749-1832)的一个有趣发现,带来了一种划时代的预防方法。

  • 第一支疫苗的发明

有一回,詹纳听一个挤牛奶的女工说,“我永远不会有一张丑陋的满是天花疤痕的脸。因为我得过牛痘了。” 牛痘也是一种感染皮肤的疾病,它造成的皮疹和脓疱,看上去和天花病人身上的十分相似。

牛痘主要感染牛群,也经常感染挤奶女工的手和手臂。

詹纳用医生的头脑去思考,意识到她是对的,还真没听说哪个得了牛痘的女工感染天花。

于是詹纳想,能否用牛痘来防治天花呢?他决定做个实验。

1796年5月14日,詹纳找到一位年轻的挤奶女工,她不久前感染了牛痘,手和胳膊上都是破溃的皮疹。詹纳收集了她皮肤上的脓液,注射到了一名8岁的小男孩菲普斯(James Phipps)身上。小男孩发了几天烧,平安地康复了。2个月后,詹纳再给小男孩进行接种,而这次是从天花病人的伤口中取出的脓液。菲普斯没有任何症状出现。于是詹纳认为“牛痘”的接种是有效的。

爱德华詹纳医生和给菲普斯接种“牛痘” | 来自网络

詹纳之后又在其他几人身上重复了实验:先接种牛痘,等不适的症状消失后,再接种天花的分泌物。无论多少次,所有人始终安然无恙,证明了他们对天花已经免疫。詹纳的计划成功了。他用这种方法发明了人类医学史上的第一个疫苗。疫苗的英文Vaccine,便是源自拉丁语的奶牛Vacca。

疫苗的名称来源于拉丁语的“奶牛”Vacca | 来自网络

天花疫苗拯救了无数的生命。当时正在同英国开战的拿破仑,让所有的法国士兵都接种了疫苗。后来,拿破仑甚至应詹纳的请求释放了英国战俘。对此他解释道,“我无法拒绝对人类有恩之人的任何请求”。

现在我们知道,牛痘病毒和天花病毒属于同一个种类。但人类对于牛痘病毒是一个陌生的宿主。即使牛痘病毒感染人体,症状也不会那么致命。因此使用牛痘制成的天花疫苗比接种“人痘”更安全有效。1840年“人痘”接种在英国被彻底禁止。

  • 天花被彻底消灭

19世纪后期,天花疫苗开始在全球范围内逐渐普及。发达国家最早控制了天花,非洲的农村还有流行,但总体上天花的感染人数逐年减少。1967年,全球开始了最后一次大规模消灭天花行动。1977年,索马里的一位天花患者成为最后一个已知的自然病例,1979年10月25日,基于过去的两年间再没有自然病例被发现,世界健康组织宣布人类彻底消灭了天花。那一天也被定为“人类天花绝迹日”。(据学者估计,自15世纪末天花肆虐至根除,几百年间直接死于天花的人数超2亿。)

世界卫生组织宣布天花被消灭的期刊封面 | 来自网络

天花是迄今为止人类消灭的惟一的一种传染病。

为什么在医学水平更加发达的今天,我们没能灭绝更多的传染病呢?

因为天花病毒的一个特殊而致命的弱点使它注定成为首先被人类消灭的对象:人体是唯一宿主。也就是说,天花只感染人类,也只有在人与人之间传播、复制。这就为消灭天花提供了重要的生物学前提。

  • 最后的样品,何去何从?

当天花被消灭后,世界各地的实验室尽数销毁了他们的病毒样品。1983年以后,全世界仅剩的两份天花病毒样品被分别保存在美国亚特兰大的疾病控制和预防中心(CDC)和俄罗斯新西伯利亚的国家病毒学与生物技术研究中心(VECTOR)的两处最高防护实验室。在那里,病毒被冷冻在-196℃的液氮里,等待人类的最终审判。

世界卫生组织曾于1993年拟定彻底销毁病毒样品的执行计划,后来却一再延期。因为科学界对如何处置的争议仍很大。

到底是该彻底消灭?还是无限期冷冻?

存有天花病毒样品的房间,门上会贴醒目的标 | 来自网络

事实上在1977年以后,虽然一度没有发现新的自然病例,但1978年原本被封锁在某个实验室中用于研究的天花病毒被不慎泄露,造成过一次人为的爆发,因此世界卫生组织直到1979年才宣布灭绝。另外2019年,保存仅剩样品之一的俄罗斯VECTOR实验室发生过爆炸,虽然官方称没有危险物泄露,在当时还是引起了恐慌。因此,主张彻底销毁样品的科学家们认为,这才是避免天花死灰复燃的最佳良策。

而主张保留者则认为,每个物种一旦灭绝就再不可能复生,天花病毒也一样。面对尚不可知的未来,或许有一天人类仍需要在其身上找寻答案。

  • 铭记那些平凡的英雄

漫漫历史长河奔流不息,我们与疾病的斗争却从未中断。

当我们每一次用科学取得伟大胜利,都要感谢那些用智慧拯救人类的学者。但同时,我们也应该感谢那些勇敢的,甚至付出生命代价给我们指路的普通人。无论是昔日在深山修行却心系苍生的女医师,还是第一个接受牛痘接种的那个8岁小男孩。试想有个人拿着一针管脓液朝你走来,注射到你体内,等你病了一场,他拿着另一管含天花病毒的脓液又来了……

当然现在我们不会轻易让任何一个人去冒这种风险。可不期而遇的新病旧疾,总带着未知和挑战。而不幸就像一张张被揭开的底牌,教会让我们反思。这次新冠肺炎的战役中,有人用生命把警哨吹响,有人逆向行救死扶伤,有人初痊愈急献血浆。我们终会获得抗疫的胜利,而这些平凡而伟大的勇士,值得被历史、被所有人铭记。

(责编 高佩雯)

参考资料:

1. LaurenSompayrac.(2016). How the immune system works. John Wiley & Sons, LtdPublished.

2. forbes.com/sites/kionas

3. “The Small Pox Story” web.stanford.edu/group/

4. “爱德华·詹纳:免疫学之父发现动物界奥秘”,周伯峻,蝌蚪五线谱,2018-05-31

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