來源:我是科學(xué)家iScientist
傳染病一直都是人們聞之色變的詞語,不少小說電影,都在描述著它對人類的威脅。
雖然在全球的飛速發(fā)展下,越來越多的國家加入了藥物與疫苗的研發(fā)隊列,增強基礎(chǔ)醫(yī)療建設(shè)來防治疾病,然而,仍有很多地區(qū)的人們,因為貧困,而得不到有效的預(yù)防或治療。
從今年新型冠狀肺炎的數(shù)據(jù)中我們不難得知,貧困地區(qū)所遭受的傷害,遠大于發(fā)展水平中等的地區(qū)。
貧富差距,對于傳染病的防治,影響究竟有多大?而貧困地區(qū),都面臨著什么困難,我們能為他們做點什么嗎?
其實在新冠疫情之外,小兒麻痹癥、埃博拉病毒與瘧疾,也是籠罩著貧困人民的一層陰影。以這幾個為例,讓我們回溯一下醫(yī)學(xué)上曾經(jīng)做出的努力。
小兒麻痹癥與口服疫苗
其實在二十世紀,人們就已經(jīng)開始利用不同的方法,對貧困地區(qū)的傳染病作出針對性的防控方案。大家所熟悉的小兒麻痹癥,學(xué)名叫脊髓灰質(zhì)炎,是一種由微小病毒引起的急性傳染病,約0.5%的被感染人群會有下肢麻痹(殘疾)或上肢麻痹(無法呼吸)的癥狀。這些人中只有約10%可以康復(fù),其他人則會終生殘疾,或者靠著呼吸機度過。
面對這樣可怕的疾病,用疫苗防范于未然,必定是最好的方案。1955年,喬納斯·沙克(Jonas Salk)首次研制出通過肌肉注射的滅活疫苗,此后,小兒麻痹的發(fā)病率呈斷崖式下降。
注射型的沙克疫苗,優(yōu)點是非常顯著的:因為使用的是滅活病毒,不存在毒性恢復(fù),也沒有被感染的危險。然而作為一款需要肌肉注射的疫苗,這意味著它的售價會更高,也需要完善的醫(yī)療體系和專業(yè)的醫(yī)護人員,來完成注射。這對于貧困地區(qū)的人民來說,往往太奢侈。
不過新的科技,給事情帶來了新的轉(zhuǎn)機。1961年,醫(yī)學(xué)家阿爾伯特·沙賓(Albert Sabin)研發(fā)出了一款口服型的疫苗。這種疫苗是含有“活”病毒的。它的原理是什么呢?
簡單來說,沙賓一直把病毒養(yǎng)在非人類(例如猴子)的細胞中,幾十代過后,這些原本會感染人類的病毒,已經(jīng)通過基因突變,適應(yīng)了猴子的身體;當人類口服這些病毒時,它們?nèi)钥梢约て鸷芎玫拿庖叻磻?yīng),讓我們產(chǎn)生抗體,但這些脆弱的病毒,已經(jīng)無法感染我們了。
當然了,既然這些病毒能變異去適應(yīng)猴子細胞,它們也能變異回來——這也是口服型的減毒疫苗最大的問題。約每五十萬首次接種口服疫苗的人里,就會有一個人因為病毒恢復(fù)毒性而受到感染。不過,這總比不接種疫苗的結(jié)果要好太多。
沙賓研發(fā)的這種口服型疫苗,面世之后便被各國廣泛使用,尤其是發(fā)展中國家。它制造成本低廉,接種方便,在低收入國家并不難推廣。
更重要的是,其中的減毒病毒可以在腸道繁殖,排出體外后,還可以引起其他人身上的免疫反應(yīng),從而讓沒有接種的人也得到抵抗力。這也被稱作群體免疫(Herd Immunity),在衛(wèi)生條件較差的地區(qū)起到了至關(guān)重要的作用。
現(xiàn)如今,小兒麻痹癥基本已被人類根除,只有零星感染病例存在。為了杜絕病毒突變而恢復(fù)毒性造成的感染,許多發(fā)達國家只選擇接種注射型疫苗,然而,口服型疫苗為根除小兒麻痹癥帶來的貢獻,尤其在貧困地區(qū),是無法估量的。
埃博拉病毒與納米測序儀
人類對抗傳染病的腳步從未停歇,然而,不少嚴重的傳染疾病仍在發(fā)生,而受多種傳染病肆虐的,主要是非洲與南美的貧困地區(qū)。
城市化的進程讓人們逐漸聚集起來,生活在一起,高人口密度無疑增大了傳染風(fēng)險,可當?shù)氐尼t(yī)療與教育水平?jīng)]有跟上,很大程度上限制了消滅疾病的步伐。
還記得2014~2016年埃博拉病毒病的暴發(fā)嗎?埃博拉(Ebola)是一種絲狀病毒,只要接觸了患者的體液、血液以及被其污染的物品,被感染者則會因出血不止,器官衰竭而死亡。在這一年的暴發(fā)一共有近三萬病例,死亡率接近50%,而當?shù)厝藚s拒絕接受“傳染病”這個事實——他們相信這場瘟疫是由魔鬼引起的。
當?shù)乇∪醯目茖W(xué)觀念以及對現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的恐懼,讓疫情走向失控,讓當?shù)負p失慘重。
埃博拉病毒的可怕之處還在于,在宿主死后七天,病毒仍然具有感染性,依舊可以通過接觸傳染。而依據(jù)當?shù)厝说牧?xí)俗,村莊里的人們,往往會前來擁抱去世的同村人以表達哀悼。這對于當?shù)氐囊咔榉揽兀瑹o疑是雪上加霜。
目前研發(fā)的埃博拉特效藥,治愈效率偏低,只能說越早治療,存活可能性越大,最重要的,還是追蹤傳染源——通過基因測序判斷傳染路徑。舉個例子,病毒的變異速度是恒定的,如果病人A和B體內(nèi)的病毒有一樣的變異點,則說明二人極有可能通過同一個途徑被感染。
傳統(tǒng)的基因測序需要巨大的儀器,然而非洲很多道路不通,很難把儀器運進來。這些儀器價格昂貴,測序需要長達一周,且要有完整的冷鏈、實驗室的環(huán)境、有經(jīng)驗的科研人員。
可埃博拉暴發(fā)在貧困的非洲,哪里去找這么多像樣的實驗室?更別說我們?nèi)耸侄倘保枰c病毒“賽跑”,這辦法顯然行不通。
而此時,一種新研制的納米基因測序儀幫了大忙——雖然它只有USB大小,卻可以替代以往龐大的測序機器。它采用了納米孔新科技,能直接對提取出的RNA進行測序,讀取病毒的全基因。往往24小時內(nèi)就可以得到基因測序結(jié)果,并將數(shù)據(jù)結(jié)果直接輸出到電腦。
美中不足的是,它的測序準確率要比傳統(tǒng)測序稍低些;由于非洲網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定,分析數(shù)據(jù)時常有卡斷。這些問題也正在被逐一解決,比如多次測序以提高結(jié)果準確率、開發(fā)出線下數(shù)據(jù)分析軟件等。
這個小測序儀的出現(xiàn),為對抗埃博拉病毒的防控工作帶來了巨大突破。
現(xiàn)在,埃博拉病毒疫苗也已經(jīng)通過臨床實驗,科學(xué)家們也將用人口密度、貧困度等數(shù)據(jù)通過計算模型,找到最適合的疫苗接種方案。
瘧疾與基因驅(qū)動
肆虐于熱帶貧困地區(qū)的,還有一個大家有所耳聞的傳染病——瘧疾。
這是一種主要通過瘧蚊(Anopheles)叮咬傳播的寄生蟲病。瘧原蟲會在母蚊子的腸道里進行有性生殖,而在蚊蟲叮咬人類時,通過口器進入人體,進行無性繁殖。而當蚊子再次叮咬感染者時,新出生的瘧原蟲又進入蚊子腸道內(nèi),繼續(xù)新一輪的生命周期。
這種寄生在蚊子腸道的瘧原蟲,和艾滋病毒、肺結(jié)核,并列為貧困地區(qū)造成死亡的“三巨頭”。既然通過蚊蟲叮咬傳播,最直接的防控方法,就是用殺蟲劑或者蚊帳來防蚊,有的地區(qū)也試圖往開放的水源中“下毒”去殺死幼蟲,瘧疾的疫苗也順利通過了臨床實驗。
有這么多的預(yù)防措施,聯(lián)合著特效藥青蒿素等,為什么瘧疾死亡率還是這么高呢?僅在2018年,因瘧疾死亡的病例就高達40萬,兒童是主要的受害者。
《我不是藥神》有一句話:“世界上只有一種病,那就是窮病”——這句話同樣適用于瘧疾。
疫苗是個好東西,但每針的價格高達13美元。經(jīng)過計算,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),即使用最便宜的方法,保護兩千六百萬的兒童,大概需要花費國家總GDP的14%。何況疫苗不是打一次就行,而是需要持續(xù)數(shù)十年甚至更久,負擔沉重。
于是,科學(xué)家們還在步履不停地研究其他的“新型武器”——例如,有名的基因驅(qū)動(Gene Drive)。
基因驅(qū)動的原理,是用基因改造技術(shù)做出一種很特別的基因:一般來說,一個基因被遺傳到下一代的幾率是50%,而這個特殊的基因則會有偏向性地遺傳給下一代??茖W(xué)家們找到了蚊子DNA中與繁衍或抵抗瘧原蟲相關(guān)的基因,將其進行改造,然后把改造過的蚊子放到野外。
這些蚊子,有的獲得了對它們不利的基因,于是陸續(xù)死去,種群數(shù)量減少;要么獲得了抵抗瘧原蟲的基因,使之不會被感染。
在正常遺傳情況下,隨著蚊群的擴大,被改造的蚊子占比越來越少;而用了基因驅(qū)動之后,只要放出去一批瘧蚊,被改造的基因就會慢慢擴散到整個蚊子族群,也不需要通過實驗室手段來大量增加被改造過的蚊子。
這一控制瘧蚊種群的方法,對飽受瘧疾困擾的貧困地區(qū)來說,可謂是雪中送炭。即使負擔不起疫苗,即使瘧原蟲產(chǎn)生了抗藥性,只要將傳播疾病的蚊子數(shù)量減下來,阻斷傳播途徑,人們面臨的感染風(fēng)險也就大大減少。
當然,這種方法的問題也帶來了科學(xué)層面的探討。比如,修改一整個族群的基因,會不會給生態(tài)系統(tǒng)帶來很大影響?這樣做真的安全嗎?我們怎么控制被基因改造的蚊子的分布?蚊子的消失會不會影響農(nóng)作物產(chǎn)量等等。解答這些問題,還需要科學(xué)家們的更多努力。
相信科學(xué)的進步,定會助力于消滅這些疾病。許多的衛(wèi)生組織、數(shù)不清的慈善機構(gòu),都盡力在幫這些貧困地區(qū)改善衛(wèi)生條件,讓更多的人喝到干凈的水,得到充足的食物,溫暖的住所,和先進的醫(yī)療與教育。各個國家也投資了大量的金錢來研究貧困地區(qū)的傳染病,很多科研人員們更是把一生都奉獻給了這項事業(yè)。
貧富差距還一直在,也許傳染病還需要些時間才能從這個世界上消失,但人們守護同類、互相扶持的熱忱,卻從未消退過。