目前世界各国研究人员正在想方设法、竞相研制各种无需注射的疫苗,力求增强人体免疫系统功能和抵御多种疾病的侵害。
回眸医学尚不十分发达的年代,1981年以来,世界各国儿童不断地被细菌性脑膜炎夺走生命。仅在美国由嗜血杆菌引发的B型流感就致使每200名儿童中1人染病,而且1/4病愈康复的儿童都不同程度地滞留大脑损伤和丧失听力等后遗症。如今,由于新一代疫苗相继问世,嗜血杆菌B型流感已十分罕见,发达国家B型流感发病率已经下降90%以上,有些国家已经完全消除了这种病菌。若照此趋势发展,不久天花和脊髓灰质炎也将先后被根除。加利福尼亚州彻罗恩生物技术公司玛格丽特 · 刘(Margaret Liu)博士评论说:“疫苗作为一种有效的介入性医疗手段始终对人类健康发挥重大作用。”
可食用的疫苗
疫苗的改造与创新正在全面展开。科学家正在巧妙地利用治疗基因和蛋白质为新武器开发新型疫苗来征服从食物中毒到宫颈癌等多种疾病。与此同时,研究人员正在探索全新方法来生产合成疫苗以利激发人体免疫力。如果疫苗开发新策略行之有效,未来的疫苗将不再产生于高投入的实验室,也不再使用注射方法施药。疫苗将简便地从遗传变异的瓜果蔬菜或家畜中培植并可将它们溶入药片、软膏和鼻腔喷雾剂中方便给药。目前数10种新型合成疫苗正在投入应用,再加上现行的有效疫苗,它们每年将拯救全球1200万人的生命。
科学家早就认识到某种良性物质有时会促使身体防范有害物质的侵害。最有效驱除有害病菌的方法就是采用去除有害成分的同类温和菌株感染患者使其增加免疫力。存活改良的病原体已经帮助控制诸如流行性腮腺炎、麻疹和天花之类的疾病。目前加利福尼亚州阿维罗恩生物技术公司正在采用一种病原体来研制一种流感疫苗,患者只需将这种喷雾剂疫苗植入鼻腔喷注药物就能见效。流感注射疫苗通常依靠死病毒激发免疫系统抗病力,阿维罗恩公司研制的流感疫苗则与众不同地采用一种活病毒,这种活病毒适宜在鼻腔和咽喉凉爽环境中生存繁衍,一俟进入身体温度较高区域便自行消亡。这种活病毒在流感病毒侵蚀的粘膜组织中激发一种活跃的反应,而它的厌热性致使流感病毒无法侵害其它组织。今年春季反复测试研究证实流感喷雾剂十分有效。如果通过美国食品与药物管理局检测,新型疫苗将在秋季投放市场。
新一代的亚族疫苗
活体微生物一般来说不易培植,有些不适宜在试管中生长,即便那些可在试管中培养的微生物大多需要特殊手段处理和持续冷冻。直到近年,研究人员还别无选择地采用死病原体制作疫苗。不过科学家目前可以大量生产某些微生物细小片断或称“亚族”,并利用它们来吸引免疫系统注意力。80年代初投入使用的B型肝炎疫苗就是源于基因工程技术改造的B型肝炎病毒片断。时下,马里兰州免疫医疗公司研究人员正采用类似的技术对付人体乳头状瘤病毒HPV,这种致命病毒是导致美国由性交行为传播的病毒感染乃至诱发宫颈癌最常见的原因。HPV不适宜在试管中生长,因此该公司科学家就将HPV中某些基因片断嵌入死病毒载体并使之感染实验室养殖的昆虫细胞。一俟昆虫受到感染,昆虫细胞遂即大量繁衍的HPV片断就可以用于制作疫苗。马里兰州免疫医疗公司目前正对这种疫苗进行人体测试并希望到2003年推出一种预防宫颈癌疫苗。
还有些研究人员也在利用这种方法开发其他疫苗。如果某个亚族或整个病原体不能激发免疫力,他们就将病原体附着某种分子上以便诱导免疫系统多加关注。这种移植方法果然奏效并开发出新型脑膜炎疫苗,这种疫苗还能有效地控制链球菌引发的肺炎以及因此导致儿童耳感染并发症的出现。在美国有近83%的3岁儿童蒙受耳感染危害。据官方统计,这种疾病每年就诊人数高达3500万,源源不断消耗的抗生素药品价值达35亿美元左右。由于肺炎链球菌外壳为糖分子包围以致儿童免疫系统无从识别和产生强烈反应。为此韦恩-莱德利制药公司已复制出这类糖分子并将它们附着一种易于识别的白喉蛋白上。如果这种“嵌合”疫苗如愿以偿行之有效,儿童将会对这两种分子产生反应并获得长期耳痛免疫力。马萨诸塞州沃索姆免疫学研究所科学家希望采用这种类似技巧使吸食可卡因上瘾者戒除毒瘾。他们已经研制出一种合成疫苗,这种疫苗将可卡因分子和可诱导出抗体的蛋白质合为一体。一般来说,当可卡因进入人体时抗体便会附着可卡因上,因此大量抗体涌现将阻止毒品进入大脑。
在植物体内培植疫苗
所有新型疫苗制作过程都相当复杂,它们大多存在一个共同的缺憾:疫苗生产都依赖昂贵的精密仪器设备而且输药非无菌消毒针头不可。然而若新兴“转基因”领域的生物技术得以广泛应用,亚族疫苗有望不久将在植物体内生长培植。农业科学家通常将外源基因导入农作物以助抵抗虫害、干旱和其他危害影响。目前一些科学家正在采用类似技术促使植物产生各种免疫学上活跃的蛋白质。比如康奈尔大学所属博伊斯 · 汤普森植物研究所就在进行这方面的尝试,该所查尔斯 · 阿恩茨厄恩(Charles Amtzen)领导的科研小组正在培植含有出自有毒大肠杆菌的无毒害蛋白质马铃薯。近期他们的测试研究表明,吃下这种马铃薯人体就能产生诱发腹泻的病菌抗体。据悉,转基因香蕉、西红柿和玉米也具有同样功效。为转化这类食物成为疫苗,研究人员势必先确认有效剂量以便采取切实可行的方法将激励免疫系统功能的治疗基因和蛋白质植入植株内。科学家认定,推广食用疫苗将成为控制多种全球蔓延致命疾病的关键举措。英国阿克西斯基因公司研究人员伊恩 · 丘比特(Iain Cubitt)评论说:“目前全世界乙肝病毒携带者已达3亿人之多,因此制药业必须生产大量蛋白质以满足合成疫苗的需求。唯一可行的办法就是在植物中培植和提取。”
在某些情况下从动物体内获取治疗蛋白质也不失为一种捷径。目前美国转基因酶公司正和国立变态与传染疾病研究所合作将山羊奶转化为疫苗预防疟疾。科学家已经设法使山羊和老鼠体内滋生MSP-1,—种显现疟疾寄生菌表面的蛋白质。若测试证实MSP-1微粒可以防止猴子感染疟疾,科学家将着手尝试人体测试。联合国世界卫生组织的统计资料显示每年有近5亿人感染疟疾并导致300万人死亡。眼下唯有疫苗最有希望遏制这样的悲剧发生,我们完全有理由认为新一代疫苗将征服病魔并改善人们的健康现状。
[Newsweek,1998年7月27日]