现代医学反思:疫苗的种类

【正见新闻网2013年07月07日】

目前已知最早使用的疫苗注射可溯源至种痘(variolisation)技术,这项技术可能起源自中国文明。清代医书认为,十一世纪起,中国人于北宋时期即开始种天花痘,而另一本医书则记载,更早于唐代即有“江南赵氏始传鼻苗种痘之法”,且“种痘者八、九千人,其莫救者,二、三十耳。”显示该技术对天花的预防颇有成效,而据推测可能使用的是毒性较低的天花,使欲免疫天花之受试者接触患者的脓状囊疱,但此做法无法确保有效,且风险仍高,死亡率达1~2%,随后这项技术沿丝路传播开来。十八世纪初种痘技术由君士坦丁堡引入西方。1760年,丹尼尔·伯努利成功地让世人发现,尽管种痘技术有其危险,仍能为一般平均余命(life expectancy)延长三年。

英国医师爱德华·金纳听闻民间普遍相信牛痘可以预防人类天花,因感到好奇的他,于1796年5月14日对一名儿童接种由感染牛痘的农妇手中抽取的脓汁作为疫苗,三个月后,他将天花接种至儿童身上,并证实该名儿童对天花免疫,这个方法因此传遍整个欧洲,因此在使用拉丁字母的语言中,皆以拉丁文中,代表“牛”的“vacca”作为字源,纪念爱德华·金纳使用牛痘作为疫苗实验的里程碑。

路易·巴斯德并进一步阐释接种的意义和目的,而其同事(Emile Roux及Duclaux)顺着罗伯·柯霍提出的假说,将微生物和该疾病的关系确立。这项发现使巴斯德得以改良接种技术,随后于1881年5月5日成功研发绵羊的霍乱疫苗,并于1885年6月6日让一位儿童接受狂牛病的疫苗注射。倘若不以“疫苗”的初始定义来看,这便是人类史上第一剂疫苗。

疫苗注射特称为预防接种。白喉、破伤风、百日咳、小儿麻痹、B型流感嗜血杆菌、B型肝炎、结核(预防结核病的卡介苗效果仍未获得学界一致认同,因此美国、比利时和荷兰都未采用此疫苗。)、痲疹、德国麻疹、腮腺炎,都是目前最常见的疫苗种类。

疫苗种类

疫苗的制作可以经由化学合成,由特定的蛋白质为引,制作出微妙的变化型态,使其能够与淋巴球进行生化反应,影响抗体的制造;但它也可以是直接透过生物体制造的产物,以活体的病原为起始,藉由实验控制的特殊环境下使其复制,或是使用死去的病原作为诱引,可以在不伤害其他细胞的情况下只刺激淋巴球。尽管一般认为活体疫苗的效果较好,但相对也较不易保存。因为涉及基因工程,引发研究伦理的问题,目前化学合成的疫苗则较为少用。

传统疫苗

去活性疫苗——透过热或化学药剂将致病微生物结构破坏或将其杀死,但因部分结构仍完整,可诱起免疫反应达到疫苗注射之目的,如流感、霍乱、腺鼠疫、A型肝炎,但由于毒性较低、时效短、无法引起完整的反应,有时必须追加施打。

活体减毒疫苗——利用培养技术制造出的活体微生物,在制程中利用添加化学药剂、改变遗传物质、或是施以物理变化,以得到减低或去除毒性的品种。由于免疫反应主要侦测的是病菌本身外部的构造,因此减去毒性物质或微生物代谢产物仍可有效产生施打疫苗者的免疫力。例如:黄热病、痲疹、腮腺炎疫苗。活体结核疫苗是以不具传染性的结核菌株(strain)所制,但卡介苗在美国却鲜少使用。

类毒素疫苗——某些微生物本身无害,但其产生、释放之毒素是疾病的根源,部分科学家将此类毒素改造或破坏以达到免疫反应所需的基本诱发功能,却不伤害接种者,例如破伤风和白喉疫苗。

次单元疫苗——有些毒素或微生物只需利用部分结构即可引发免疫反应,例如B型肝炎疫苗仅含有该种病毒的表面蛋白质。

新式疫苗

结合疫苗——利用细菌表面多醣结构,有时这些结构对免疫系统的辨识上效果不佳,藉由将这层结构连结上许多特殊物质,例如特殊结构的蛋白质、毒素或醣类,可以增进免疫系统的判断力,这种方式已成功用在B型流感嗜血杆菌疫苗。

基因重组载体疫苗——以微生物的生理运作为基础,配合其他物种微生物的DNA,这种方式研发出的疫苗,可能对感染过程复杂的疾病有所帮助。例如将细菌的DNA切成片段,组合至酵母菌的染色体中,利用酵母菌制作该片段之细菌蛋白质作为疫苗,可免除致病细菌对人体的实质伤害,达到免疫效果。

DNA疫苗——对目标细胞,藉由改造过的病毒或细菌感染,以插入基因或调节基因表现的手法,引起免疫系统的活化,若这些细胞因此在表面呈现异于接种者本身的物质,将会被免疫系统辨识后受到攻击,尽管此项技术仍在试验中,却有可能成为未来治疗癌症、遗传疾病的重要疗法。

注射疫苗也副作用和风险

注射疫苗也副作用和风险,有时可导致接种者不适甚至死亡,但多数副作用(side effect)仅会造成的微小的影响,严重的状况较少发生,但仍应多加留心。下列各主要疫苗可能带来的并发症及伤害(依照疫苗名称笔划排序):

B型肝炎疫苗可引起关节炎、肾丝球肾炎(Glomerulonephritis)、血小板减少(thrombocytopenia)、红斑(Erythema)、血管炎(vascularitis)、急性心包炎。

小儿麻痹疫苗(polio vaccine)于1950年代首次大规模注射,由于不慎采用之疫苗为未经减毒处理的活病毒,引爆22万人受到感染,其中7万人发病、164人严重瘫痪,10人死亡;后来亦有疫苗不幸受到SV40这种对猴子无害,对人类却是致癌病毒的污染;由于小儿麻痹病毒本身攻击目标为神经系统,因此并发症状如皮肤炎、注射部位附近关节疼痛、过敏反应、抽搐、多发性神经病变(Polyneuropathy)、脊髓炎、面瘫、基兰-巴瑞症候群(syndrome de Guillain-Barre)、亚急性硬化全脑炎(SSPE)都相当严重。

天花疫苗(Smallpox vaccine)所造成的并发症皆为医学史文献所记载,因自1977年起,天化被宣告正式从地球上灭绝,尽管仍有疫苗库存以玆防范未来紧急状况,但全球几乎不再进行相关疫苗的接种。可能造成的症状有注射后脑炎,美国发生机率介于1/150,000至1/25,000;疫苗性湿疹发生率约1/26000,偶有诱发癌症的案例,以淋巴肉瘤(lymphosarcoma)。

水痘疫苗可能引发过敏性休克(Anaphylaxis),若为活体病毒制剂还可造成传染他人的危险。

卡介苗在北欧造成发生率约1/25000的骨炎(osteitis)、也会引发“卡介苗炎”(BCGitis, becegites),这种发炎反应是严重、可致死的并发症,多发现于患有严重复合免疫不全症(severe combined immunodeficiency)的孩童,在6个月或至满周岁之前的注射有三分之一的发生率。卡介苗可说是人类历史上使用最多的疫苗,但其成效在近三十年来倍受质疑。在欧洲,结核病盛行率在卡介苗广泛应用之前己明显下降,从没有广泛使用卡介苗的北美,结核病的盛行率也自然下降。广泛应用卡介苗数十年的国家,如印度和中国,结核病的盛行率并没有因为卡介苗的使用而下降。多个大型的流行病学研究也无法证明卡介苗可以预防肺结核。目前比较肯定的是,卡介苗可以预防婴幼儿的进行性初发性感染(progressive primary tuberculosis)如结核性脑膜炎和栗粒性脑膜炎。因此,在结核病中高度流行区,为新生儿接种卡介苗还是有其重要意义的,但不应作为控制结核病的主要措施。

白喉、破伤风、百日咳的三合一疫苗的副作用主要来自百日咳疫苗,可导致严重急性神经异常(有80.5%的案例是在注射后24小时内发作)、智能发育严重或中度障碍、永久半身不遂(hemiplegia)、急性脑病变(Encephalopathy)、休克、过敏性休克。

麻疹、德国麻疹、腮腺炎混合疫苗可引起紫斑、血小板减少、脑膜炎。

流感疫苗(Flu vaccine)可能引起过敏反应(hypersensitivity)或基兰-巴瑞症候群。

黄热病疫苗可引起的副作用虽较轻微,可能仅是注射之后头、背部不适,通常两天内症状会消失,但也有较为紧急的情况,如过敏、红疹(rash)、红斑、血管性水肿(angioedema)、气喘或是出现以水肿或坏死(necrosis)为特征的亚都司氏现象(Arthus reaction)、婴幼儿亦可能因此罹患脑炎。

伤寒热疫苗可引起肾病变(nephropathy),发作时间从注射后几小时到数周不等。

嗜血杆菌疫苗可能引起基兰-巴瑞德症候群或是水肿(edema)、发绀、紫斑的现象。

疫苗中含有微量的neomycin和polymyxin,应小心用于已知对这些抗生素过敏的患者。宝宝接种后如有发烧、红肿、哭闹等情况,通常很快会恢复正常。如果发烧时间超过48小时,表示孩子可能是生病了,需要请医师诊治。

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