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7 通往疫苗之路

佐治亞沃姆斯普林斯的康復研究所裡有一間脊髓灰質炎名人堂,陳列室的牆上掛著17座青銅半身像,其中15位是科學家,最著名的是阿爾伯特·薩賓和喬納斯·索爾克。另外兩位雖然在科學上是外行,卻依然備受尊敬,他們便是巴塞爾·奧康納和富蘭克林·德拉諾·羅斯福。這四個人代表了脊髓灰質炎在大眾心目中的整體印象——勇敢的受害者、熱忱的基金會領袖和用疫苗拯救生命的卓越研究者。

這間博物館裡沒有哈里·韋弗的半身像,也沒有太多對他的讚美。和所有曾在國家基金會工作過的人一樣,他生活在領袖人物投下的巨大陰影中。但哈里·韋弗有其特別之處。1946年至1953年擔任基金會科研督導期間,他找到了那15位脊髓灰質炎專家和其他科學家,成功地將他們四處散落的智慧與精力凝聚起來(有人抱怨說他太專注於脊髓灰質炎),向著一個目標前進。領導脊髓灰質炎運動的是擁有強大感召力的奧康納,而從科學上構架成功藍圖的是冷靜高效的韋弗。

韋弗沒有漂亮的文憑,他的職業生涯大部分時間都在底特律的韋恩州立大學教解剖學。有一段時間他研究過脊髓灰質炎和營養之間的關係,這個課題曾經風行一時,最後卻無疾而終。在大部分人眼裡,他最特別的地方是「恰到好處的大膽與無畏。」作為一位科學家,他不憚於要求別人去做他自己做不到的事情。「搞科研的時候,」湯姆·裡弗斯說,「你身邊常常需要一個哈里這樣的人,你知道的,他能……鼓勵人們換個角度看問題。換句話說,他是一位分析家。哈里·韋弗在這方面幹得很漂亮。」1

韋弗認為脊髓灰質炎研究是一門應用科學——為特定問題尋求特定的解決方案。對他來說,解決脊髓灰質炎的方案就是成功研製出疫苗,而之所以到現在還沒搞出疫苗,顯然是因為基金會在科研方面的失敗領導。多年來,基金會的受益人各自為戰,還常常互相保密,他們不管別人發現了什麼,慢騰騰地研究早就搞明白了的東西,實在讓人痛苦。韋弗覺得,不是所有人都這樣,但這麼幹的人太多了。是時候改變一下了。

疫苗已經成功征服了其他病毒,例如天花和狂犬病。如果疫苗能有效地賦予人類對脊髓灰質炎的抵抗力,那這種疾病很可能就會壽終正寢,因為人類似乎是它唯一的天然宿主。對韋弗來說,疫苗採用活病毒還是滅活病毒根本就無關緊要,實際上基金會情願同時資助兩個方向的研究。重要的是掃除多年來阻礙脊髓灰質炎疫苗問世的障礙。

這並不容易。大筆資金支出、管理和反饋的方式必須作出重大變革。韋弗知道,現在醫學院已經取代了獨立的研究所,成為生物科研界的主要力量。「事實上,」他寫道,今天,那些較好的醫學院「更像是從事科研的研究所,而非訓練醫生和教師的學校。在某些醫學院裡,支持科研的外來慈善資金也許等於甚至超過了支持其他活動的所有資金。」2

韋弗寫道,問題在於,現在這些「外來慈善資金」帶來的好處不如當初了。醫學院管理層很快發現,獲得外來的大筆科研資金固然很有面子,但實際上可能造成入不敷出,關鍵在於間接支出。「接受了外來資金,」韋弗說,「研究機構就必須擴充基礎設施,增加管理人員、技術人員和行政人員,用於維護和公共事業的錢也更多,我這裡提到的也只是一部分。」3

就任前幾周,韋弗就開始著手解決這個問題。哈佛大學生物系向國家基金會提交了撥款申請,基金會方面已經批准,但學校管理層卻不樂意接受,他們抱怨說這筆撥款會增加很多日常開支。韋弗同意支付部分間接開銷,具體數額按照他自己寫的一個複雜公式來計算。於是哈佛接受了這筆錢。4

後來韋弗簡化了這個流程。他徵得湯姆·裡弗斯和巴塞爾·奧康納的同意,給基金會的每筆資助都加上了一筆「預留份額」,這樣就「不再需要我那勞神費力的公式了」。新規則是這樣的:

10000美元及以下的撥款,額度增加46%。

10001~30000美元的撥款,頭10000美元增加46%,其餘部分增加38%。

30000美元以上的撥款,頭10000美元增加46%,10001~30000美元的部分增加38%,其餘部分增加6%。

這些資金可用於「有利於研究機構作出更多發現的深度研究」,並不受限於受益人最初的預算方案。「我們相信,」韋弗說,「新政策創造了良好的機制……更合理地支付研究項目的開銷。」這個說法基本上沒人反對。5

韋弗還著手改革基金會從1942年開始實行的長期資助政策。這樣的資助最長可達5年,它讓研究者得以開展更大型的項目。韋弗發現,問題在於基金會根本沒怎麼追蹤受益人的研究進展。「我們的醫學顧問委員會不去追蹤受益人的年度進展,也不關心他們下一步打算幹嘛,」他抱怨說,「要想解決脊髓灰質炎問題,這樣可不行。」6

韋弗希望長期資助能夠更靈活一些。為期5年、總額10萬美元的資助就一定是每年撥2萬美元嗎?他覺得沒必要這麼死板。他說,什麼時候撥多少款應該根據目前的情況,由基金會和受益人共同決定。但韋弗也要求對受益人實行問責制。有突破性進展的項目應該追加資金以示鼓勵,而那些原地踏步或進展甚微的項目可以提前中止撥款。關鍵是把錢交到正確的人手裡。7

間接支出撥款和長期資助將改變美國醫學研究的方式。其他基金會和政府很快就學到了這套模式。哈里·韋弗把資助變成一門藝術。

要製造出有效的疫苗,必須解決三個基本問題。首先,研究者必須確定脊髓灰質炎病毒到底有幾種。其次,他們必須為每種類型的病毒找到安全穩定的供應源,以用於疫苗生產。第三,他們必須搞清脊髓灰質炎真正的發病機制——它進入中樞神經系統的路線,以確定疫苗起效的確切時間和地點。要解開脊髓灰質炎之謎,這三個問題基本而關鍵。

實際上,這些問題多年來一直困擾著科學家。韋弗所做的是確定整個計劃的輪廓,為大家指明方向。在他看來,第一步該幹什麼十分明確。就任科研督導幾個月內,他就啟動了基金會歷史上最具野心的項目:歸類全世界所有已知的脊髓灰質炎病毒。成功的疫苗必須為每一種類型的病毒都提供免疫力,而現在沒人能確定病毒到底有幾種。這項工作需要耗費龐大的後勤資源。他們要定位數百種病毒株,將它們送到專門的實驗室,然後進行煩瑣枯燥的詳細研究。

有的病毒非常穩定,例如天花;而有的病毒十分多變,例如流感,流感疫苗幾乎每年都需要更新換代。脊髓灰質炎屬於哪種?西蒙·弗萊克斯納仍堅稱脊髓灰質炎病毒只有一種,澳大利亞的研究者覺得至少有兩種,還有人猜測至少有三種。誰都想知道答案。

當然,要找到這個問題的答案,路只有一條:動手歸類。為了監督項目進程,韋弗成立了一個委員會,裡面既有早已成名的研究者,例如約翰·霍普金斯的戴維·博迪恩、密歇根的湯米·弗朗西斯和辛辛那提的阿爾伯特·薩賓,也有一些新手,例如匹茲堡的喬納斯·索爾克。

委員會的資深成員並不負責具體的歸類工作,他們的任務是制定基礎的科學規則,為結果的合理性背書。具體工作由無名小輩來承擔,理由很充分:基金會能找來幹這活兒的人只有他們。歸類病毒的工作十分枯燥無趣,弗朗西斯和薩賓這樣的大牌通常會把這種活兒交給技師或者研究生去幹。這不是通往諾貝爾獎的捷徑,事實上,正如韋弗本人所坦承:「我知道,整個醫學研究領域再也沒有比這更無趣的事情。要得出最後的結果,必須無數次機械式地重複一套完全相同的技術流程,測試一個又一個病毒,每週7天,每年52周,整整3年。」8

既然如此,那為什麼還有人願意幹這活兒?韋弗前往匹茲堡拜訪索爾克,十分慷慨地拋出了他的條件。索爾克會連續數年拿到基金會的一大筆資助。醫學院因此支出的所有間接費用都可以向基金會報銷,包括維護費、公共事業費和保險。雖然索爾克最有興趣的病毒不是脊髓灰質炎而是流感,但現在的時機恰到好處。「韋弗帶來了一條出路,」索爾克回憶道,「匹茲堡最初吸引我的是開放與自由,但後來證明這只是一種幻象。然後韋弗出現了,他願意提供資金、項目、人員和設施,而且這一切都由我做主。」9

現在,索爾克已經搶到了先機。1948年,他收到了基金會的第一張支票,金額是41000美元,其他途徑的資金也接踵而來。陸軍重新開始資助他的流感研究,他一直對這方面很有興趣;莎拉·梅隆·斯凱夫基金會同意資助他的實驗室,支付「非脊髓灰質炎研究」的開銷。10

索爾克的實驗室位於匹茲堡市立醫院,這裡也是治療傳染性疾病的地區中心。「二戰」後的歲月裡,青黴素之類的「魔藥」廣泛使用,醫院裡的人大幅減少,所以空出來了很多沒用的地方。索爾克很快佔領了這些地盤。到1949年,他已經佔據了整整兩層樓,其中一層是實驗室、辦公室和玻璃器皿消毒室,另一層專門用來養猴子,包括「通風設備、籠子、清理籠子的設備和一台焚化爐」。諷刺的是,脊髓灰質炎病區現在是醫院裡最大的病區,這個事實不斷提醒著他們時間緊迫。一位護士回憶說:「救護車在外面排起了長隊,每天都有十六七個新入院的病人。我們有一位住院醫生晚上從來沒在床上睡過安穩覺,最多和衣在小床上躺會兒。我們護士也從來沒回過家。要離開那地方,你必須經過幾個房間,然後你總會聽見孩子哭喊著請求來個人替他讀信,或是要杯水,要不就是問你她怎麼動不了了,你實在狠不下心一走了之。那裡充滿了悲傷、恐懼和無助的憤怒。」11

索爾克的事業蒸蒸日上。從1949年到1953年,他從基金會獲得了近百萬美元的資助,另外還有用於間接支出的25.5萬美元撥款。陸軍的流感研究資金和其他一批較小的捐款合計也有14萬美元。在那些年裡,他的實驗室拿到的外來資金佔整個醫學院的90%左右。12

索爾克用第一筆錢僱用了「關鍵人員」和「次要參與者」。他挑選的是那些既與他志同道合,又像他一樣癡迷於工作的人——他們會把眼下的枯燥工作視為偉大事業的基石,他們的機械勞動將帶來拯救生命的新疫苗。團隊的早期成員包括細菌學家吉姆·劉易斯、總技師拜倫·本內特、動物主管托尼·彭科和辦公室主任洛蘭·弗裡德曼。劉易斯負責對付猴子:接種病毒、抽血、解剖、採集組織。他還負責從這些靈長類動物身上切除器官,以備用於培養脊髓灰質炎病毒。本內特負責管理設備、處理劉易斯提供的組織和血樣。本內特喜歡喝酒,他曾在陸軍醫療隊服役,因此得了個「少校」的綽號;在同事眼裡,他是實驗室的「中流砥柱」,「喜歡一個人獨自幹活」。洛蘭·弗裡德曼是匹茲堡本地人,她來應徵索爾克的私人秘書時以為這是份臨時的工作,結果她卻在這裡幹了40年。13

到這個龐大的計劃成功啟動時,一個關鍵的問題已經有了部分答案。現存的脊髓灰質炎病毒有幾種?戴維·博迪恩表示至少有三種,1949年,他發表了自己的成果。博迪恩的研究打破了「所有脊髓灰質炎病毒都一樣」的幻象。但是,由於他的實驗採用的樣本數量較少,那麼如果擴大樣本範圍,也許還會發現更多種類的病毒。如果真是這樣,比如說基金會的歸類項目發現了4種、5種甚至15種不同的脊髓灰質炎病毒,那麼疫苗研製就會面臨大麻煩。

索爾克的實驗室完成了大量測試工作。利用脊髓灰質炎患者及其家人的糞便、喉部培養樣品和死亡患者的神經組織,他們仔細檢查了數十種病毒株。索爾克收到的很多樣本來自基金會的其他受益人——

來自弗朗西斯博士實驗室:得克薩斯、馬奧尼、赫魯堡、明尼蘇達

來自薩賓博士實驗室:歐貝、騰、沃爾、裡克、芬、弗洛、霍普克、霍夫、皮爾

來自保羅博士實驗室:羅森塔爾、邦內爾、格裡奇、瑟爾

來自博迪恩博士實驗室:科迪、埃爾金斯、史密斯、格林利夫、威克利、維特爾14

每份樣品都附有簡單的說明,例如:「明尼蘇達病毒源自依斯琳·蔡斯太太屍體解剖獲得的組織,解剖日期:1946年7月24日。疫情發生時患者居於明尼阿波利斯,延髓型脊髓灰質炎發作三日後死亡……樣品以玻璃安瓿封裝,乾冰冷藏。」15

或者,「馬奧尼病毒……源自一隻恆河猴,該恆河猴攝入了帕特裡夏·馬奧尼、瑪麗·馬奧尼和弗雷德·馬奧尼三人的混合糞便懸濁液。糞便採集日期:1941年9月10日。以上三人居於俄亥俄州阿克倫市,曾接觸脊髓灰質炎患者但並未患病。該病毒已依次傳播了6隻猴子,玻璃安瓿封裝,乾冰盒冷藏。」16

後來我們發現,馬奧尼病毒是毒性最強的一種。是否應該用它來製造脊髓灰質炎疫苗,哪怕是滅活病毒疫苗?未來的幾年裡,圍繞這個問題發生了激烈的爭執。

歸類項目從1949年進行到了1951年。基金會的總花費超過120萬美元,其中很大一部分用於購買和照顧實驗用的猴子。這筆錢解決了一個大問題。猴子對脊髓灰質炎研究非常重要,它是科學家研究這種疾病最常用的實驗動物。但猴子的價錢很貴,也很難搞到。很多猴子在運輸途中死亡,活著到達目的地的猴子情況也很糟糕,經常患有肺炎和痢疾,而且一般都營養不良。正如托馬斯·弗朗西斯在一封寫給基金會的信裡發的牢騷:「你們每送來100隻猴子,就有2只死在了路上,還有3只會在到達實驗室幾天後死掉。而且這些猴子的整體情況實在讓人失望。」研究者經常掃蕩本地的動物園,尋找淘汰下來的動物,有的科學家甚至要求基金會搞點兒懷孕的母猴,希望自行繁育試驗用猴子。一位基金會官員回憶道:「他們簡直瘋了,恐怕他們很想研究一下該怎麼在沒有猴子的條件下繼續幹活。」17

大多數研究者偏愛來自菲律賓的食蟹獼猴(cynomolgous monkey),因為它會出現近似人類的脊髓灰質炎病程,病毒通過口腔進入身體,然後在消化道中繁殖。但這種猴子稀少而嬌氣,所以美國的實驗室把目光投向了印度恆河猴,這種猴子供應更為充足,身體也更加強健。

印度政府很樂意效勞。出口恆河猴有利於經濟,既能賺到外匯,又能促進當地就業。需要有工人去抓猴子,再把它們「用扁擔挑到最近的火車站,運往新德里」,然後恆河猴會坐上飛機,跨越4000英里來到倫敦,最後再送往紐約。此外,政府官員也希望野外的恆河猴會因此減少一些,因為印度10%的莊稼都是被猴子破壞掉的。18

但是也有問題。猴子在印度教中是神聖的,有人擔心在抓捕、運送過程中以及抵達實驗室以後,猴子得不到異教徒的善待。曾經發生過這樣的悲劇,390隻猴子在倫敦機場窒息而死,印度官員險些因此禁止出口猴子。作為應對,國家基金會答應監控抓捕和運輸過程,承諾這些猴子會得到善待,而且僅用於脊髓灰質炎研究。19

雙方的交涉極有成效。1949年,基金會在荒蕪的南卡羅來納建立了一個特殊機構,人稱奧卡提農場,專門處理國外運來的猴子。獸醫篩查疾病,營養師監督飲食,一旦猴子情況穩定,就會被卡車運往北美各地,送到基金會受益人手裡。(「我們希望每個月能得到50只情況良好的食蟹獼猴,體重3~5磅。」湯米·弗朗西斯的這份申請書頗具代表性。)每隻猴子的成本約為26美元,包括運輸費用。一位觀察家表示:「從某種程度上說,奧卡提就是猴子的縮微版沃姆斯普林斯。」20

光是病毒歸類項目就犧牲了17000隻猴子。流程一般是這樣的:將脊髓灰質炎人類患者的糞便樣品注入猴子腦部,然後每天讓猴子運動,觀察有無明顯的脊髓灰質炎症狀。一旦出現癱瘓,就將猴子殺死,取出大腦和脊髓獲取脊髓灰質炎病毒。然後,將含有病毒的組織-血清混合物注入健康的猴子腦部。科學家認為,已經接受過Ⅰ型病毒注射並順利康復的猴子應該對其他所有Ⅰ型病毒免疫。「然後,將未知類型的病毒注射給猴子,如果它很容易被感染,那就意味著這種未知病毒應該屬於Ⅱ型或Ⅲ型……接下來再重複這個過程,用同樣的未知類型病毒來測試已經對Ⅱ型或Ⅲ型病毒免疫的猴子。」21

毫無疑問,歸類項目讓索爾克與基金會的聯繫更加緊密,但它同樣標誌著索爾克在論資排輩的脊髓灰質炎研究領域地位低下。在歸類委員會的一次會議上,索爾克早早地意識到了這一點。當時他就程序問題提出了一個疑問,他覺得自己的態度相當謙遜。「阿爾伯特·薩賓……轉身衝著我說:『索爾克博士,以你的學識不該問這樣的問題啊!』」索爾克回憶說,「那簡直就像一記響亮的耳光。我能感覺到現場的抗拒、敵視和反對。從那以後,我每次參加委員會的會議,總有同樣的感受。」22

索爾克忍氣吞聲接受了「新人合作者」的身份。他前往辛辛那提拜訪薩賓的實驗室,說了些恰到好處的恭維話,甚至還在薩賓家裡過了一夜。他不吝溢美之詞地感謝薩賓送來的論文副本和待分類的新病毒。但他的努力收效甚微。薩賓不太看得起索爾克,這一點從未改變。他覺得索爾克不過是國家基金會手下一個跑腿的,野心勃勃但是資質平庸,為了出人頭地對哈里·韋弗俯首帖耳。早年間薩賓曾寫過一封信給索爾克,他審查了歸類項目的一篇論文草稿,然後提到了一個問題,這個問題預示著他們以後的分歧。「你在很多地方提到了國家基金會,特別緻謝,諸如此類,」他寫道,「我個人認為這樣做十分欠妥……整個項目的確是國家基金會資助的,這很明顯,我覺得沒必要專門感謝他們提供的幫助。」23

歸類項目的最終結果十分讓人安心。戴維·博迪恩的預測沒錯,接受測試的196種脊髓灰質炎病毒株可以完美地歸為三種不同的類別,脊髓灰質炎病毒「家族」非常小,這真是件幸事。

Ⅰ型病毒涵蓋了82%的病毒株,Ⅱ型占10%,Ⅲ型占8%。研究者給每個類型的病毒起了個綽號,Ⅰ型病毒叫「布倫希爾德」,這是博迪恩實驗室裡一隻黑猩猩的名字;Ⅱ型病毒叫「蘭辛」,以紀念密歇根州蘭辛市的一位已故患者;Ⅲ型病毒叫「里昂」,與它同名的洛杉磯小男孩也死於脊髓灰質炎。24

雖然有的研究者仍懷疑可能存在其他類型的脊髓灰質炎病毒,但時間會證明他們的謬誤。阿爾伯特·薩賓就是懷疑者之一,他認為索爾克忽視了脊髓灰質炎病毒可能有亞種,這在其他病毒中很常見。這一回,索爾克不再低頭了。薩賓的馬後炮真的很傷人。索爾克的名望或許比不上薩賓,但他確信自己的工作全面而詳盡,無人能及。「我對流感病毒很熟,我當然知道病毒有亞種,」他反擊道,「我相當確定,脊髓灰質炎病毒沒有什麼亞種。」事實上,有證據表明脊髓灰質炎病毒「抗原結構同質性極強」。爭議到此為止。25

現在有一點可以確定。成功的脊髓灰質炎疫苗必須為全部三種病毒提供免疫力。研究界向前邁出了一大步,但關鍵問題還沒有解決。經過40年的試錯,我們還沒有成功培養出可用於疫苗生產的足夠多、足夠安全的脊髓灰質炎病毒。此前所有的嘗試都失敗了。

這並不是因為我們不夠努力。1907年,耶魯大學一位默默無名的生物學家羅斯·哈里森作出了一個發現,有人盛讚為「西方醫學史上最重要的十大發現之一」。那就是組織培養的概念:在宿主(植物、動物或人類)體外培育活細胞的能力。兩位聲譽卓著的研究者寫道:「哈里森的發現讓我們得以在細胞層面甚至分子層面上研究活生生的有機體,從而促進了現代疫苗的發展,包括脊髓灰質炎疫苗、麻疹疫苗、流行性腮腺炎疫苗和狂犬病疫苗……事實上,正是因為有了組織培養,過去50年裡我們對疾病基本機制的瞭解比過去5000年都多。」26

組織培養看起來非常適合脊髓灰質炎研究,和其他病毒一樣,脊髓灰質炎病毒也只存在於活細胞中。但通往成功的道路頗為曲折。1936年,洛克菲勒研究所的薩賓和彼得·奧利茨基證明了我們的確能在試管裡培養脊髓灰質炎病毒。真是個好消息。不過壞消息是,它只在神經組織中生長。27

之所以出現這個結果是有原因的,只是當時沒有人知道。當時研究所裡普遍採用的是西蒙·弗萊克斯納的「MV」病毒,這是一種高度嗜神經性的病毒株,只能在神經組織裡生長。薩賓和奧利茨基的實驗用的也是這種病毒,所以他們再次證明了這個錯誤的觀點:脊髓灰質炎病毒無法在其他地方生存。

於是研究者陷入了窘境,因為他們已經知道,如果把猴子的神經組織注入人體,就會引發腦脊髓炎,也就是腦部和脊髓發炎。如果薩賓和奧利茨基是對的,脊髓灰質炎病毒只能在危險的神經組織裡生長,那麼我們該如何採集病毒來製造疫苗?至少就脊髓灰質炎而言,靠組織培養獲得安全病毒的路走進了一條死胡同。

事情到這兒就卡住了。同時挑戰西蒙·弗萊克斯納和美國最負盛名的研究所裡兩位燈塔式人物的智慧,這並非易事。「他們的研究一絲不苟,所以我完全沒有懷疑過,」湯姆·裡弗斯回憶說,「天哪……我認識的每一位病毒學家都相信他們,可能只有哈佛的約翰·恩德斯是個例外。」28

今天,約翰·恩德斯是醫學史上最受尊崇的人物之一,不過在20世紀40年代,他還不怎麼出名,這已經是最客氣的說法了。恩德斯1897年生於康涅狄格州,父親是一位著名的銀行家;「一戰」期間恩德斯曾入伍服役,後來他短暫地從事過地產業,還上過英國文學的研究生,最後在1930年拿到了微生物學的博士學位。獲得哈佛的終身教職後,他開始了長達一生的病毒性疾病研究,特別是麻疹和流行性腮腺炎。和很多同事不一樣,恩德斯沒有醫學博士學位。「早年間沒什麼人注意到恩德斯,因為他是個很安靜的人,發論文也很低調,」裡弗斯說,「但只要你關心一下他的研究工作,你就會知道他是個細心謹慎、手段巧妙的研究者。」29

1947年,恩德斯離開學校,轉而擔任波士頓兒童醫院傳染病實驗室主任。有人很不理解這次跳槽。「大部分有抱負的科學家會覺得這是在走下坡路,或者至少是走錯了方向。」一位同事回憶說。但恩德斯可不這麼想。對這位不修邊幅、獨立自信的布萊明【1】來說,社會地位的降低和薪水的減少根本無關緊要。他已經50歲了,他要的是最適合自己的研究環境。30

恩德斯在兒童醫院旁邊的空房子裡佔了4個房間,建立了實驗室。他的一小部分資金來自國家基金會給哈佛的20萬美元研究經費,這時候國家基金會幾乎還不知道他的存在。實驗室的第一批成員裡有兩位有志於病毒性疾病研究的兒科住院醫生,弗雷德·羅賓斯和湯姆·韋勒。這兩人都曾在「二戰」中服役,後來又進入了哈佛醫學院。他們倆對脊髓灰質炎都沒什麼興趣。在兒童醫院,羅賓斯開始研究消化道疾病,而韋勒試圖體外培養水痘和流行性腮腺炎病毒。31

1948年,體外培養技術正在迅猛發展。青黴素和鏈黴素之類的抗生素投入使用,有效地防止了細菌污染,培養基更容易保持無菌環境。實驗室採用了新技術緩慢地滾動試管,使得試管內的組織能夠接觸適量的液體和空氣。湯姆·韋勒發現,如果定期(每4天左右)更換營養培養基,組織會存活更長時間。32

那一年恩德斯實驗室的大突破主要來自科學直覺。「有一天,湯姆和我正在準備一套新的培養基,」弗雷德·羅賓斯說,「恩德斯博士建議說,實驗室冰箱裡存了一些脊髓灰質炎病毒,不如試著培養一下,我們照辦了。」培養基裡既有神經性的胚胎組織,也有非神經性的。四份注入了水痘病毒,四份注入蘭辛Ⅱ型脊髓灰質炎病毒,還有四份是空白對照組。

韋勒和羅賓斯對試驗結果沒什麼信心。薩賓和奧利茨基都失敗了,我們憑什麼能成功?但恩德斯有一種直覺。「我內心深處一直覺得,」他回憶道,「既然我們在消化道裡找到了這麼多脊髓灰質炎病毒,那它一定能在神經組織以外的地方生長。」他補充道,「而且,我是一個很固執的人。」33

他的本能是對的。蘭辛病毒株不光在神經組織中生長,還在皮膚、肌肉和腎組織中成功繁殖。接下來幾個月裡,針對Ⅰ型和Ⅲ型脊髓灰質炎病毒的組織培養同樣獲得了成功。西蒙·弗萊克斯納錯了,同樣錯了的還有薩賓和奧利茨基。科學界花了整整40年,無數次走進死胡同,終於解決了脊髓灰質炎領域最大的謎題之一。

這個發現意義重大。現在研究者可以在試管裡培養脊髓灰質炎病毒,而不是在猴子的腦子或脊髓裡,於是他們能夠更好地觀察被脊髓灰質炎感染的細胞內部發生了什麼變化。更重要的是,他們現在能夠安全地培養出足夠的脊髓灰質炎病毒,不再需要擔心動物神經組織帶來的污染,批量生產疫苗因此而有了可能。「我就告訴你一句話,」湯姆·裡弗斯回憶道,「他們的成果一鳴驚人……就像一聲炮響。」34

恩德斯相當冷靜。事實上,脊髓灰質炎從來就不是他最感興趣的研究領域。他更鍾情於其他病毒,尤其是麻疹,後來他還發明了廣受歡迎的麻疹疫苗。但是,脊髓灰質炎讓低調的恩德斯一舉成名,對此他有些不自在。1953年,他入選了美國國家科學院,次年又獲得了諾貝爾醫學及生理學獎。(歐內斯特·海明威和萊納斯·鮑林也是在1954年拿的諾貝爾獎。)斯德哥爾摩發來官方通知時,恩德斯明確表示,除非讓兩位年輕同事羅賓斯和韋勒並列為獲獎人,否則他不會接受這個獎項。他的慷慨行為成了科學界的標桿,未來大家會用這個標準來衡量其他研究者,很多人都沒這麼大方,尤其是喬納斯·索爾克。

1951年,研製脊髓灰質炎疫苗面臨的兩大障礙已經被清除。研究者已經確定脊髓灰質炎病毒共有三種,每種都能安全地在非神經性的組織中培養。短時間內重大突破接踵而來,人們重新燃起了希望,也許我們能夠預防甚至治癒脊髓灰質炎。

當然,在人體測試開始之前,還有很多工作要做。人們對科爾默和帕克-布羅迪的悲劇記憶猶新,大家都知道不能操之過急。此外,脊髓灰質炎疫苗的有效性仍有爭議。一代人的研究表明,脊髓灰質炎病毒通過鼻腔進入人體,然後繞開血液系統,直接進入中樞神經系統。如果真是這樣,那麼刺激血液產生抗體、賦予身體天然免疫力的疫苗似乎沒什麼用處。

這套觀念要追溯到西蒙·弗萊克斯納的早期研究,他提出的各種脊髓灰質炎理論根深蒂固,多年來一直統治著整個研究領域。他的研究所仍是脊髓灰質炎研究的主力軍,他把研究所當成了個人的封邑,小心翼翼地守護著自己的地盤。正如洛克菲勒研究所病毒學實驗室主任彼得·奧利茨基私下裡向一位同事吐露的:「弗萊克斯納博士堅信脊髓灰質炎研究是他的禁臠,我們部門(和我自己)只有受邀才能進入這片領地。」35

到20世紀30年代,弗萊克斯納對成功研製出脊髓灰質炎疫苗已經不抱希望。他仍堅信脊髓灰質炎病毒通過鼻腔直接進入中樞神經系統,於是他鼓勵奧利茨基著手研究「化學阻斷」。這個設想很簡單:用化學物保護鼻腔,防止脊髓灰質炎進入人體。「保護鼻子,預防脊髓灰質炎」成為他們的口號。

1936年,薩賓和奧利茨基恪盡職守地在猴子身上做了「鼻腔阻斷」試驗。與此同時,亞拉巴馬州的公共衛生官員用苦味酸(一種有毒的酸)溶液和明礬在志願者身上做人體試驗。讓人失望的實驗結果促使科學界採用了更強效的化學物。第二年,多倫多疫情暴發期間,他們給孩子噴了硫酸鋅。結果證明這種化學物無助於遏止脊髓灰質炎流行,反而導致了幾個孩子「顯著而徹底的永久性嗅覺喪失。」36

事情看來很清楚。薩賓坦承:「我們沒有任何證據證明噴灑化學物能預防人類脊髓灰質炎。」但這場鬧劇卻帶來了始料未及的好處。「化學阻斷」的慘敗迫使研究者重新審視脊髓灰質炎到底是如何進入人體的。37

薩賓衝在最前線。在1941年的一次突破性實驗中,他採集人體解剖材料,證明了脊髓灰質炎患者的消化道裡有大量脊髓灰質炎病毒,但鼻腔裡卻很稀少。他「四處奔波」,多蘿西·霍斯特曼回憶說,她第一次見到薩賓是在田納西州一家醫院的太平間裡,「他帶著全套設備,解剖的流程極其複雜……一件工具從來不用第二次,以免樣品互相污染。結果毋庸置疑,人類脊髓灰質炎與鼻腔通路無關……這種感染不是通過鼻腔傳播的。」38

在約翰·霍普金斯大學,霍華德·豪和戴維·博迪恩採用了另一種方法。他們切除了一隻黑猩猩的嗅覺神經,然後給它口腔飼餵了大劑量的脊髓灰質炎病毒。正如研究者所料,黑猩猩很快被病魔擊倒了,這同樣證明了脊髓灰質炎不是通過鼻腔傳播的。39

弗萊克斯納的理論被推翻了。現在,研究者認為病毒通過消化道進入人體,而非鼻腔。這個發現又燃起了人們對疫苗的新希望。如果脊髓灰質炎病毒通過口腔進入人體並沿著消化道下行,那它在進入中樞神經系統之前必然會經過血液。如果真是這樣,那麼設計用於提高血液中抗體水平的疫苗,應該能在病毒造成嚴重後果之前把它幹掉。

多蘿西·霍斯特曼是第一批將目光投向這個方向的研究者之一,她是耶魯大學脊髓灰質炎研究組的成員。「我著手研究這個問題的時間很早,」她回憶道,「1943年紐黑文疫情暴發期間,我採集了醫院裡每一位病人的血樣。我記得很清楚,一共測試了111份血樣……其中只有一份檢出了脊髓灰質炎病毒……這個概率可不算高,所以我們覺得病毒進入血液也許不是很常見的事情。」40

不過,霍斯特曼對那唯一一位血液中檢出病毒的患者很感興趣。那是一個9歲的小女孩,「如果不是疫情暴發,醫院大概永遠不會發現她得了脊髓灰質炎」。除了輕微的頸部疼痛以外,小女孩沒有表現出其他任何脊髓灰質炎的症狀。霍斯特曼開始懷疑,會不會是這樣:只有在患者表現出明顯身體症狀之前的一小段時間,脊髓灰質炎病毒才會出現在血液中?

為了驗證這套理論,霍斯特曼開始在黑猩猩身上做一系列實驗。她通過口腔給它們飼喂脊髓灰質炎病毒(「天然的感染途徑」),目的是確定病毒是否會出現在血液中,如果會出現,那具體是什麼時間。結果相當驚人。飼喂幾天內,血液中就檢出了脊髓灰質炎病毒。1953年,耶魯傑出的醫學史家約翰·F.富爾頓在一封給霍斯特曼的私人信件中盛讚道:「你的研究成果是我自1930年進入耶魯醫學院以來在這裡見到的最激動人心的發現,它對你的研究領域和整個科學界都有不可估量的意義……也是醫學史上濃墨重彩的一筆!」41

戴維·博迪恩也在霍普金斯獨立得出了與霍斯特曼幾乎完全相同的結論。這是怎麼回事?以前的研究者為什麼沒發現血液裡的脊髓灰質炎病毒?答案簡單得要命:他們等了太長時間才開始檢測。

一旦脊髓灰質炎進入血液,就會產生將它摧毀的抗體。所以,只有在抗體形成之前那個短暫的醞釀期內,你才能在血液裡檢測到脊髓灰質炎病毒。在少數情況下,病毒會進入中樞神經系統,導致癱瘓甚至死亡。但哪怕它進入了神經系統,血液裡也不再有病毒的蹤跡,因為血液中產生的抗體已經將它徹底掃除。

這個謎題至少在理論上得到了解答。研究人員找到了免疫系統對抗脊髓灰質炎病毒的時機(感染早期)和戰場(血液中)。「這意味著,」約翰·保羅表示,「侵入血液的少量病毒有可能被血液中循環的相對少量的抗體消滅。再進一步說,這意味著我們有可能阻斷病毒進入中樞神經系統……突然之間,如何賦予人體免疫力的問題迎刃而解,甚至比我們預期的還棒。」42

我們將通過疫苗征服脊髓灰質炎。

現代脊髓灰質炎研究之父西蒙·弗萊克斯納活得不夠久,他沒有看到自己長期堅信的大部分理論一個接一個崩塌。他激起了科學界對脊髓灰質炎乃至整個病毒學的興趣,這方面他的成就無人能及。但是同樣地,他也製造了脊髓灰質炎研究領域的壁壘,將新方法、異議和新思想拒之門外。在1946年發表的一篇論文中,弗萊克斯納仍堅稱脊髓灰質炎病毒只有一種——他的整個職業生涯一直在堅持和捍衛這個觀點。這篇文章恰好也是他在脊髓灰質炎領域發出的最後的聲音,次年他就去世了。

註釋

【1】Brahmin,波士頓老牌的上流紳士階層,以謹慎、低調的作風著稱。