中国病毒学家顾方舟，是中国组织培养口服减毒疫苗的开拓者，他的研究工作极大地提高了脊灰减毒疫苗的接种效果，使千百万儿童免受脊灰的威胁。本文以顾方舟为研究对象，介绍了顾方舟走上公共卫生和病毒学道路的原因以及研制中国首批“脊灰”减毒疫苗的过程等，讨论了影响脊灰疫苗技术路线选择的因素，以及疫苗的生产、检定、临床试验的过程与结果。
顾方舟（图1），1926年6月16日生于上海，家境原本富裕。1930年，顾方舟的父亲顾国光因黑热病去世，留下4个年幼的儿子和1个弟弟。顾方舟随外婆在宁波生活，其间曾感染霍乱，后在康宁医院康复。顾方舟的少年时光是在战乱的背景下度过的。1937年，日本侵略天津，这一事件深刻地影响了所有中国人的命运，激发了青年学生为国家崛起而努力学习的决心。即使在生活艰难的岁月，周瑶琴仍重视顾方舟的学业，支付高额学费供他到教育资源最好的教会学校读书，而顾方舟也不负众望地在1944年考入了北京大学医学院医学系。
图1 顾方舟
在大学期间，顾方舟深受严镜清老师公共卫生课的影响，意识到中国公共卫生的不足与社会制度的关联。他参加了什邡医疗队，免费诊治农民，加深了对社会疾苦的认识和为人民奋斗的决心。1950年毕业后，他选择公共卫生、微生物学道路，初到大连卫生研究所参与多项研究，后赴朝鲜新义州为中国志愿军战士治疗痢疾，战场上的经历加强了他对医学研究的执着。不久后，顾方舟被选为首批赴苏联留学的学生，师从列夫科维奇·丘马可夫（Lev Zil'ber）学习病毒学（图2），完成了副博士学位论文《乙型脑炎的免疫机理和发病机理》。顾方舟认为乙型脑炎发病原因是病毒侵犯大脑，但进入大脑有血脑屏障，病毒如何进入是未解决的问题，后来在研究脊髓灰质炎时同样遇到了这个问题。
图2 1952年在苏联医学科学院病毒研究所留学期间的顾方舟
1 脊髓灰质炎的初步研究
1955年，顾方舟学成归国，乙型脑炎在中国每年都有规模不一的暴发，缺乏理想的疫苗。他被任命为卫生部微生物流行病学研究所脑炎室副主任，从事乙型脑炎研究。他引入了恩斯特最新发明的组织培养技术，用体外细胞培养病毒。这项技术对脊灰灭活疫苗的研制至关重要，因为脊灰病毒只能在灵长类动物体内繁殖，动物活细胞培养技术降低了培养成本。由于国内没有商业化的牛血清，他带人骑自行车去郊区采集胎牛的血液，在资源有限的情况下表现出了创造性解决问题的能力与实地求索的精神。
在1950年代，有效治疗方案的缺乏导致全球对脊灰的恐惧。1955年，江苏南通发生不明传染病暴发，导致1680人瘫痪，466人死亡，其中大多数为儿童。该病毒迅速蔓延全国，引起广泛恐慌。卫生部随后将脊髓灰质炎列为国家法定传染病，该病早期症状类似感冒，严重时可迅速导致瘫痪。
1957年，顾方舟加入上海解放军军事医学科学院，专注脊髓灰质炎研究，并与苏联专家索柯洛夫（Cokolob）合作。顾方舟负责建立猴肾细胞培养方法、免疫血清的制备以及病毒的分离和定型。1958年，顾方舟领导的团队发现北京市儿童中脊髓灰质炎病毒广泛传播。面对无法治愈的现实，顾方舟感到无力，开始探索疫苗生产工艺。由于国内猴肾细胞资源不足，他提出使用人羊膜细胞作为替代，确立了评估人羊膜质量的标准，并证明了其在疫苗生产中的关键作用。
2 脊灰疫苗技术路线的选择
1959年，对脊髓灰质炎颇有研究的顾方舟来到中国医学科学院病毒学研究所，担任脊髓灰质炎研究室主任。为了开展“脊灰”的流行病学、病原学和血清学研究以及实验诊断，必须建立病毒分离与定型的方法。1957年夏，上海“脊灰”流行，担任主任不久的顾方舟，收集726份粪便标本，经过定型，确定为“脊灰”病毒的共116株，研究了脊髓灰质炎病毒分离率与临床症状、取标本日期以及粪便悬液接种量之间的关系。这项研究是中国第一次用病毒学和血清学的方法证实以I型为主的“脊灰”流行。
当时美国的索尔克疫苗已经在市面上销售和使用，但西方国家和中国还没有建立联系。1959年3月，卫生部派顾方舟等4人到俄罗斯联邦疫苗与血清研究所考察脊灰灭活疫苗的生产工艺。这时，美国医学研究员阿尔伯特·沙宾带着新研制的脊灰减毒疫苗来到苏联参加全苏卫生和医学家代表大会，希望外国的同行能帮助他证明疫苗的安全性。那时灭活与减毒疫苗两派争论得不可开交，出于务实求真的科学态度，顾方舟觉得，“学习外国的东西，不能他们怎么样，我们就怎么样，因为国情完全不同。我们要学习它最精华的东西，变成我们自己的”。
考虑到减毒疫苗使用后，病毒可以在人体内存在很长时间并在人群中传播，顾方舟等筛选了500多种药物后发现其中2种合用对抑制人体内脊髓灰白质炎病毒效果良好，为减毒疫苗的应用提供了重要前提。
顾方舟参加了莫斯科召开的脊髓灰质炎疫苗国际会议，并经过深思熟虑后，认为根据当时中国的国情，该走减毒疫苗路线——减毒疫苗不但效果好，而且国家经济能承担。他向时任中国医学科学院副院长的沈其震汇报：“服用减毒疫苗后，病毒可在人肠道中大量繁殖并由粪便中排出，虽然如此，根据各国所发表的资料看来，在服用疫苗的人中以及与服用者接触的人中，到目前为止没有发生由于服用疫苗而引起小儿麻痹疾病的情况。这也说明这种疫苗是安全的。”顾方舟在面对灭活疫苗和减毒疫苗的选择时，不仅考虑了科学性和效果，更重视疫苗的经济性和实用性，这是公共卫生政策制定中的关键考量，这来自他务实的科学态度和对社会责任的感知。
顾方舟的建议很快得到中国卫生部的支持，也获得了沙宾赠予他曾经的导师丘马可夫的减毒疫苗和苏联自产的减毒疫苗，并尽快回国。正是他的这个建议，促使政府部门加快了中国脊灰疫苗生产基地建设的步伐，使中国成为世界上最早生产、最早使用减毒疫苗消灭脊灰的国家之一。
3 疫苗的临床试验、生产与推广
顾方舟及其团队的工作展示了公共卫生研究如何结合科学创新、技术应用和严格的实验过程，以确保产生安全、有效的公共卫生解决方案。脊灰疫苗的研制离不开实验动物恒河猴，顾方舟等选择用猴肾组织来培养脊灰疫苗，由于病毒可在易感动物体内大量繁殖，这种制备方法产量较大。同时，恒河猴是仅次于猩猩的对脊灰病毒最敏感的动物，用它来做最后的毒力检定才足够可靠。
研究进入了临床试验阶段。由于动物与人体有较大差异，I期临床试验主要考察安全性，而沙宾的试验正是困在了这一步。顾方舟和同事自愿成为第一批人体受试者，没有出现任何不良反应。但疫苗的受众是小孩子，顾方舟选择脊灰综合抗体阴性的孩子进行试验，他瞒着妻子给自己不足1岁的儿子喝下了疫苗，同事们也纷纷效仿，此后的一段时间里，每个人都承受着巨大的精神压力（图3）。幸运的是，孩子们都平安度过了观察期。绝大多数人都能产生脊灰抗体，从而抵抗脊灰疾病，II期临床试验取得圆满成功。
图3 顾方舟与儿子的合照
1960年底，III期临床试验是流行病学检测，证明疫苗真的可以降低脊灰发生率。首批450万人份疫苗生产成功，在全国11个城市推广。顾方舟最担心的还是安全性的问题，他要求各地工作组严密监控药物的不良反应。实践表明，服用疫苗后并没有引起严重不良反应，只有极少数偶合病例发生，证明安全有效，保护率达93%，可明显降低发病率。与1959年相比，1960年和1961年的脊灰发病率分别下降了50%和90%。
1959—1961年，在顾方舟的领导下，分别制备了9批减毒疫苗毒种和疫苗，共2000万人份。这一时期，顾方舟等人研制的疫苗是液体剂型，需要冷藏保存，运输不便，使用时还需要稀释，给脊灰疫苗的推广和接种工作带来一系列困难。
面对这些问题，1963年，顾方舟与董德祥、闻仲权等科学家共同与上海信菹药厂展开合作，经过反复试验，成功研制出糖丸剂型的脊灰疫苗。这种剂型不仅保持了疫苗的效力，还能在常温下保存2个月，在家用冰箱（4~8℃）中甚至能延长保存期。顾方舟等发现，服糖丸疫苗后，脊灰病毒分离率大大降低，说明糖丸疫苗可以阻断脊灰病毒的散播，这极大方便了脊灰疫苗向边远地区的推广。在糖丸推广的过程中也有一些社会因素曾带来阻力，如糖丸中含有牛奶为原料的添加剂，涉及到宗教问题，一些人群拒绝服用，为此他们改进配方，取消了这一成分。
4 全国消灭脊灰后的发展
此后的几年，顾方舟发表了20余篇论文，主编了《脊髓灰质炎减毒疫苗研究资料汇编》。1964年，顾方舟制定的《脊髓灰质炎口服减毒疫苗制造及检定暂行规程》和《脊髓灰质炎口服减毒疫苗制造及检定操作细则》经卫生部生物制品委员会批准执行，指导了中国后来20多年、数十亿人份疫苗的生产和检定，此后疫苗向全国推广。
1965年，中国在农村广泛推广脊灰减毒疫苗，显著降低了脊髓灰质炎发病率。1978年，中国启动计划免疫，顾方舟及团队研究了肠道病毒对减毒疫苗在小儿肠道内繁殖的影响，制定了最佳服用程序、免疫力维持时间等方面的免疫策略。研究指出，一次免疫后免疫力可持续3年，再次免疫有助于强化免疫。为简化流程，调配了I、II、III型在一个糖丸里，使得儿童在4次服用中获得全面免疫。顾方舟根据流行病学特点设计了免疫策略，以乡、镇、县和省为单位，确保7岁以下儿童的服用率在95%以上，建立免疫屏障。整个过程限制在7~10d内完成，而糖丸疫苗则在11月到次年2月间服用，以避免夏秋季其他肠道病毒的干扰。
自1981年起，顾方舟致力于研究“脊灰”病毒单克隆抗体杂交瘤技术。1982年，顾方舟团队成功研制了“脊灰”单克隆抗体试剂盒，并在该技术上取得突破。通过血球凝集和抑制实验，建立了脊灰病毒的血凝反应，形成了一整套“脊灰”单抗。1992年，采用反向被动血凝试验检测“脊灰”病毒，检测结果与标准结果的一致性达80%以上，成为一种特异、快速、经济的诊断方法。1993年，“脊髓灰质炎单克隆抗体诊断试剂盒”获得卫生部医药卫生科技进步三等奖。1998年，顾方舟受聘为国家消灭脊灰证实委员会委员。
1988年全国报告脊灰病例达最低水平，仅667例。1990年，全国消灭脊髓灰质炎规划开始实施。自脊灰糖丸疫苗向全国推广以来，脊灰的年平均发病率大幅度下降。自1994年发现最后一例患者后，至今未发现由本土病毒引起的脊髓灰质炎病例。2000年7月，世界卫生组织确认中国已经成功阻断本土脊髓灰质炎病毒的传播，实现了无脊髓灰质炎的目标。
灭活疫苗与减毒疫苗的广泛使用，使一些国家扑灭了脊髓灰质炎的流行。世界卫生组织将此病列为20世纪末要消灭的6个病种之一，脊髓灰质炎预防问题的解决是继全球根除天花之后，世界公共卫生史上的又一项伟大胜利。顾方舟的一生是对医学科学无私奉献的生动写照，他不仅是一位杰出的科学家，也是一位深受人民爱戴的公共卫生先锋。在面对国家公共卫生的重大挑战时，通过他对脊髓灰质炎疫苗的研发和推广，不仅显著降低了中国的发病率，还为全球的疾病防控提供了宝贵的经验和模式。顾方舟的事迹象征着科学精神和人道主义的结合，彰显了科学家的社会责任与历史担当。在他的引领下，一颗小小的糖丸不仅是医疗成就的象征，更是中国乃至全人类面向疾病挑战的坚定回应。
1978年，顾方舟从昆明到北京后，被国务院任命为中国医学科学院副院长、中国协和医科大学副校长，1984年，任中国医学科学院院长、中国协和医科大学校长，致力于加强科研管理、培养高素质科研人才，通过积极的国际交流与合作，提升了中国医学科研的水平和国际影响力。2019年1月2日，顾方舟在北京逝世，享年92岁。顾方舟曾谦逊地说，“我一生只做了一件事，就是做了一颗小小的糖丸”。国家主席习近平签署主席令，授予顾方舟“人民科学家”国家荣誉称号。
本文作者：左锟澜、黄剑良、孙博、刘欢
作者简介：左锟澜，中国科学技术大学科技史与科技考古系，硕士研究生，研究方向为科学技术史；刘欢（通信作者），中国科学技术大学科技史与科技考古系，病毒学国家重点实验室，副教授，研究方向为科学技术史、医学史、生命科学史。
论文全文发表于《科技导报》2024年第19期，本文有删减，欢迎订阅查看。
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