

为纪念我们创刊150周年,我们重温了那些帮助定义科学进步、理解和创新的《Popular Science》故事(包括成功与失败),并加入了现代背景。探索完整的《档案精选》系列,并在此查看所有周年纪念报道。
富兰克林·D·罗斯福总统,他曾在 1921 年 39 岁时因脊髓灰质炎而失去行走能力,于 1938 年创立了国家婴儿麻痹基金会。当 艺人埃迪·坎托呼吁人们捐款给 该组织,向白宫寄送一角硬币时,人们响应热烈,寄来了超过 260 万枚一角硬币,从而催生了更朗朗上口的“一角硬币行进”。(罗斯福总统的头像后来于 1946 年被镌刻在美国的一角硬币上。)
当 《新闻周刊》的长期医学编辑玛格丽特·克拉克 于 1953 年 5 月 为《流行科学》撰写专题报道时,脊髓灰质炎(或称婴儿麻痹症)的疫苗已经接近问世,但尚未完全确定。尽管作者可能夸大了脊髓灰质炎的致命率(CDC 估计不到 1%),但该疾病在美国正在蔓延。尽管对脊髓灰质炎独特的病毒株有了深入了解,这些病毒株主要在夏季通过鼻腔和口腔飞沫传播,但疫情仍在升级,在 1952 年达到顶峰时,每年导致多达 20,000 名美国人瘫痪。
对大多数人来说,脊髓灰质炎并不会导致残疾,但对于 1-2% 患上瘫痪性脊髓灰质炎的人来说,医疗护理和康复治疗需要大量的资源。克拉克描述了脊髓灰质炎除了会影响手臂和腿之外,有时还会导致喉咙和胸部瘫痪。简陋的呼吸机,或 铁肺,被用来强迫患者的胸部起伏以维持生命。然后还有心理上的影响。在文章撰写之时,许多专家错误地认为,仅凭积极的态度就能克服这些心理挑战。“他的能力大于他的残疾,”克拉克引述一位心理学家对残疾脊髓灰质炎患者的看法,“只要他有足够的勇气去发展它们。”
从“一角硬币行进”基金会成立之初,历时十七年,尽管有大量现有研究(大部分涉及黑猩猩,它们对病毒的反应与人类相似,正如《流行科学》在 1938 年 2 月报道的那样),直到 1955 年乔纳斯·索尔克的疫苗才发布。到 1979 年,由于疫苗强制接种,脊髓灰质炎在美国被根除。如今,只有巴基斯坦和阿富汗这两个国家仍有脊髓灰质炎流行。
“他们是如何逼近脊髓灰质炎的”(玛格丽特·克拉克,1953 年 5 月)
为了赢得这场严峻的战争的最终胜利,事情正在迅速发展——您现在应该了解以下信息。
1952 年是脊髓灰质炎历史上最糟糕的一年。约有 55,000 名男女老少患病。
然而,悲剧之年 1952 年带来了进展,使 1953 年成为充满希望的一年。在“一角硬币行进”基金会的资助下,脊髓灰质炎研究人员开发出了一种安全且廉价的疫苗,这种疫苗有一天将能提供长期的疾病防护。
今年春天或秋天,将进行大规模的疫苗接种,可能多达 25,000 名儿童。到 1954 年,如果国家婴儿麻痹基金会认为 public vaccination on a mass scale 的时机已到,美国所有儿童都可能接种该疫苗。
科学家们工作了 14 年
以下是科学家们在进行了 14 年的密集研究后,达到最终目标所采取的步骤。
1. 脊髓灰质炎是由一种病毒引起的,这种病毒非常小,甚至通过电子显微镜也无法检测到。长期以来,研究人员一直知道这种病毒有几种不同的毒株。在制造出一种能有效抵抗所有毒株的脊髓灰质炎疫苗之前,必须鉴定出这些不同的毒株。经过三年,耗资 140 万英镑,四所大学——犹他大学、堪萨斯大学、匹兹堡大学和南加州大学——的科学家们明确证明了三种脊髓灰质炎病毒株的存在——Brunhilde(以一只用于巴尔的摩脊髓灰质炎实验的黑猩猩命名);Leon(以一个死于该疾病的洛杉矶男孩的名字命名);以及 Lansing(以密歇根州兰辛市一个因脊髓灰质炎去世的年轻人名字命名)。
2. 曾几何时,科学家们仅将实验室猴子的感染脊髓灰质炎的脊髓作为脊髓灰质炎病毒的唯一来源。但这种感染物质注入人体后,可能引起危险的过敏反应,甚至死亡。因此,开发安全疫苗的希望似乎渺茫。然后,哈佛大学的约翰·F·恩德斯博士开发出了一种在普通人体组织的试管培养中生长脊髓灰质炎病毒的新技术。这种含有所有三种脊髓灰质炎毒株的新物质易于制造,并且可以安全地注入人体。从那时起,寻找脊髓灰质炎疫苗的工作就变得不那么困难了。
3. 这种即将准备进行大规模现场试验的疫苗,是战胜脊髓灰质炎的关键武器,它是由匹兹堡大学的乔纳斯·E·索尔克博士制备的。它是由灭活的病毒制成的,无法引起感染和损害神经细胞,但注入动物或儿童体内时,仍然具有足够的效力来建立抵抗脊髓灰质炎的抗体。注射是在矿物油中进行的,这种物质似乎能刺激抗体的形成。索尔克博士的疫苗含有所有三种脊髓灰质炎病毒株——Leon、Lansing 和 Brunhilde;它使用恩德斯技术在试管中轻松且廉价地制成。从一开始,该疫苗就成功地保护了实验室的猴子和黑猩猩免受脊髓灰质炎的侵害。由于猴子和黑猩猩的脊髓灰质炎病程与人类相似,研究人员毫不怀疑类似的疫苗也将能预防儿童患上脊髓灰质炎。随后进行了对男孩女孩的对照试验。没有孩子患上脊髓灰质炎,但所有孩子都开始建立对抗病毒的抗体储备。
对于即将到来的脊髓灰质炎季节,预计疫苗现场试验将遵循 1952 年使用的方案,当时给大批儿童注射了伽马球蛋白。一半的孩子将接种疫苗;另一半则注射一种无害的物质,这种物质看起来像疫苗,但没有抵抗脊髓灰质炎的作用。之后,将对已接种疫苗的儿童的血液进行测试,并将抵抗脊髓灰质炎的抗体水平与接种疫苗前以及接受疫苗替代品的儿童的血液水平进行比较。
同时,将继续使用伽马球蛋白。这项发展虽然被疫苗的光芒所掩盖,但有望在疫苗完善之前成为抵抗脊髓灰质炎的有力武器。长期以来,脊髓灰质炎调查人员一直在试图找到在病毒进入患者的神经系统(大脑和脊髓)并引起瘫痪之前对其进行免疫的时间和地点。1952 年春天,耶鲁大学的桃乐茜·霍斯特曼博士和约翰·霍普金斯大学的大卫·博迪安博士发现,脊髓灰质炎病毒通过口腔进入人体,在消化道中传播,会在血液中停留几天,然后才开始攻击神经系统。
伽马球蛋白首次在猴子身上试验
这给了研究人员一个线索。为什么不尝试在病毒潜伏在血液中的时候对患者进行抵抗瘫痪性脊髓灰质炎的免疫呢?当时还没有可用的疫苗。因此,霍斯特曼博士和博迪安博士给先前感染了脊髓灰质炎病毒的实验室猴子注射了小剂量的伽马球蛋白(含有抵抗脊髓灰质炎抗体的血液成分)。当注射伽马球蛋白时,动物们没有患上瘫痪性脊髓灰质炎;当它们没有注射时,它们在 10 到 15 天内就瘫痪了。
基于与猴子的成功实验,制定了在儿童身上进行如今著名的伽马球蛋白试验的计划。在犹他州的普罗沃、德克萨斯州的休斯顿和爱荷华州的苏城,匹兹堡的威廉·麦克迪·哈蒙博士领导下的脊髓灰质炎研究人员,毫无疑问地证明了伽马球蛋白在人类中预防脊髓灰质炎瘫痪形式的有效性。在这三项大型现场试验中,国家婴儿麻痹基金会花费了超过 150 万美元,美国红十字会提供了足够的伽马球蛋白来免疫 55,000 名儿童。一次注射可以保护儿童在接触脊髓灰质炎后五周内。
需要献血者来对抗脊髓灰质炎
平均一剂 GG(伽马球蛋白)需要大约一品脱全血来用于脊髓灰质炎治疗。为了获得足够用于 1953 年脊髓灰质炎季节的血清,红十字会扩大了其献血项目。红十字会将收集和处理血液,并将伽马球蛋白交给国防动员办公室。在那里,血液衍生物将被分配给州卫生官员,他们将负责在流行病地区用于麻疹、传染性肝炎(一种严重的肝脏病毒疾病)和婴儿麻痹症的局部使用。由于其稀缺性,GG 将仅提供给 1 至 11 岁的儿童。
国家婴儿麻痹基金会已花费超过 1800 万美元才达到可以承诺免疫的程度。与此同时,“一角硬币行进”基金会的大部分资金(约 1.4 亿美元)已用于脊髓灰质炎患者的医疗费用和专业的康复治疗。他们和未来的脊髓灰质炎受害者将需要更多的资金。但近两年来戏剧性的研究成果重新燃起了希望,相信很快所有父母都将摆脱对婴儿麻痹症的恐惧。
在此之前,正如每位脊髓灰质炎专家强调的那样,及时给予的良好治疗将帮助成千上万的脊髓灰质炎患者几乎没有或完全没有后遗症地康复。
因此,每位父母都必须注意警告信号:喉咙痛、感冒、恶心和呕吐、发烧、腹泻或有时便秘、食欲不振、疼痛,特别是手臂和腿部肌肉,以及颈部或背部僵硬。
扁桃体切除术在脊髓灰质炎季节有风险
最新的研究证实了在脊髓灰质炎季节切除扁桃体和腺样体会增加患脊髓灰质炎风险的理论。此外,一些科学家认为,易感脊髓灰质炎与为儿童预防白喉和百日咳而注射的疫苗之间存在联系。可以在社区脊髓灰质炎很少或没有的情况下进行注射以及切除扁桃体和腺样体。
婴儿麻痹症会杀死约 5% 的患者。但是新的治疗方法以及更快、更准确的诊断正在迅速增加生存机会。最新的呼吸机和铁肺比 10 年前的型号更好。可靠但笨重的罐式呼吸机在许多情况下已被小型、舒适的圆柱形呼吸机,甚至轻便的塑料胸部呼吸机取代,后者允许患者进行更广泛的活动。
电子设备辅助呼吸
在铁肺首次开发的哈佛公共卫生学院,科学家们研制出了一种名为 Electro-Phrenic-Respirator 的电子呼吸装置。将一根装有铜线的空心针连接到患者颈部一侧的膈神经上,该神经同时为双肺和膈肌服务。当电流接通时,神经受到刺激,导致膈肌收缩并将空气吸入肺部。然后电流会自动减小,使膈肌放松,将空气排出。
当脊髓灰质炎导致瘫痪或残疾时,精细的外科手术通常可以纠正这种残疾。可以将强壮的肌肉移植来代替无力工作的肌肉。薄弱的关节可以得到治疗,使无用的腿能够再次承重。如有必要,可以通过手术减缓腿部生长或缩短腿部,以匹配因脊髓灰质炎而缩短的肢体。
手术控制骨骼生长
波士顿儿童医院的威廉·T·格林博士和托马斯·加克三世博士进行了一项简单手术,可以在一条腿的生长停止,直到另一条较短的腿能赶上它。去除含有软骨的股骨或胫骨小段,然后将其重新嫁接到腿骨上。移植物起到夹子的作用,阻碍骨骼的生长。
当存在瘫痪时,脊髓灰质炎专家依赖物理治疗、热疗、水疗、按摩和电疗来保持肌肉健康,同时等待受伤的神经恢复。到目前为止,还没有药物、化学物质或抗生素可以治愈脊髓灰质炎。负责寻找理想药物的人有一些有希望的线索。但他们仍然说:“现在还不行。”
编者注:以下部分使用了过时且不敏感的语言和对脊髓灰质炎及其长期影响患者的描述。
残疾受害者的康复
但他们为残疾受害者所做的康复工作很多。例如,手臂和腿部受脊髓灰质炎影响的其余健康肌肉纤维必须进行锻炼以促进其正常发育。为此,医生们现在使用特殊的渐进式阻力练习,通过单滑轮系统以电子方式锻炼所有肌肉。同时,阴极射线示波器(一种书写设备)会在图表上记录孩子的肌肉电活动。
脊髓灰质炎可能像摧残身体一样摧残患者的个性。脊髓灰质炎病毒很少或从未影响患者的心智,但一个愤世嫉俗、生病的孩子可能会出现性格失调,这对他造成的伤害比扭曲的手臂或腿更大。
国家婴儿麻痹基金会心理服务部主任莫顿·A·塞登菲尔德博士描述了一个典型案例
“当一个孩子去医院时,他被登记为“急性脊髓灰质炎”。但这根本不是他的名字。他叫约翰尼·琼斯,被他的朋友们称为“红”;他 12 岁,就在几个小时前,他还是他沙滩棒球队的队长,他因为教练比尔·史密斯说他天生就是打大联盟的料而欣喜若狂。现在他感到孤独、害怕,并确信他再也摸不到球棒或接球手套了。”
可以克服残疾
在塞登菲尔德博士看来,医生和护士让约翰尼谈论他的回忆、希望和恐惧,与给他热敷、洗澡和喂食同样重要。12 岁的约翰尼已经足够大,能够坦诚而诚实地讨论他的残疾。这次谈话将帮助他正常地适应一个其他男孩可以打棒球而他,约翰尼,只能坐在看台上观看的世界。
最重要的是,约翰尼必须看到他的未来是在一场激烈的竞争中,如果他能克服自己的局限,他就可以成为赢家。几乎任何教育对他来说都是开放的,几乎任何不需要体力劳动的职业也是开放的。无论如何,他的能力大于他的残疾,只要他有足够的勇气去发展它们。如果这个真理能够让约翰尼和其他因脊髓灰质炎致残的儿童明白,他们就不必感到自己有残疾。

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