在对抗传染病中,社会变革是新药方

疫苗和药物推动了一个世纪的进步,但今天的传染病却在不平等中滋生

玛丽亚·科尔特

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1972年,杰出的病毒学家弗兰克·麦克法兰·伯内特回顾了20世纪医学的进步,颇为满意,他在为《传染病的自然史》一书的第四版做调查。就在那一年,美国停止了天花疫苗的常规接种,因为该疾病已在该国被根除,不再需要接种。前一年,麻疹、腮腺炎和风疹联合疫苗获得了许可,再往前四年,1968年,一场流感大流行被一种新的疫苗配方所遏制。


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1960年,阿尔伯特·萨宾交付了口服脊髓灰质炎疫苗,五年前,乔纳斯·索尔克研制出第一支脊髓灰质炎疫苗,预防了每年夏天使儿童瘫痪的可怕疾病。自二战以来,药物开发已经交付了12个独立的抗生素类别,从天然青霉素开始,似乎永远结束了儿童疾病、伤害、医疗程序和分娩造成的致命感染的威胁。

在他的书(与大卫·O·怀特合著)接近尾声的几页中,伯内特做出了大胆的预测:“关于传染病未来的最可能预测,”他写道,“将是非常沉闷的。”

伯内特是一位经验丰富的科学家,他因在人类产生免疫反应的方式方面的开创性思想而分享了1960年诺贝尔生理学或医学奖。73岁时,他经历了毁灭性的流行病,包括1918年席卷全球的流感大流行,当时他还是澳大利亚的一名大学生。因此,他见证了许多进步,并在其中一些进步中发挥了作用。“从农业和城市化的开始到本世纪中期,传染病是人类死亡的主要总体原因,”他在该书的第一页写道。“现在,人类生态的整个模式至少暂时发生了改变。”

在伯内特做出乐观预测四年后,在现在的刚果民主共和国,一位乡村学校的校长因不明原因的出血性疾病倒下身亡,成为首例被确认的埃博拉病毒受害者。在他预测九年后,1981年,洛杉矶的医生和美国疾病控制与预防中心的一位流行病学家诊断出洛杉矶的五名年轻男子患有条件性肺炎,这是全球艾滋病大流行的第一个信号。1988年,肠道细菌肠球菌,医院感染的常见来源,对抗生素万古霉素产生了耐药性,变成了毒性极强的超级细菌。1997年,一种名为H5N1的流感病毒从香港市场上的鸡跳到人类身上,导致三分之一的感染者死亡,并引发了第一波全球禽流感浪潮。

这些流行病仅代表了现在每年在人类中发生的少数几种传染病爆发,而阻止这些疾病爆发的努力在现代医学中扮演着重新而紧迫的角色。其中一些传染病对我们人类来说是新的;另一些是复苏的旧敌人。有时它们的到来会引发小规模的爆发,例如2003年荷兰86名家禽场工人中爆发的H7N7禽流感。现在,前所未见的COVID-19已造成全球大流行,导致数百万人死亡,数亿人患病。

这些情况都不符合伯内特的设想。他认为我们与传染病的斗争只是一座我们可以攀登和征服的山峰。更准确的理解可能是,我们与微生物的斗争就像是在波涛汹涌的海面上航行。有时我们成功地越过浪峰。在另一些时刻,就像在COVID大流行中一样,它们威胁着要淹没我们。

在新型冠状病毒的重压下,很难回顾美国历史,去感知到——令人惊讶的是——免受传染病是早期新英格兰殖民者的经历的一部分。从17世纪开始,这些人逃离了污水横流、流行病肆虐的英国和欧洲城镇,在那里他们可能很幸运能活到40岁。他们发现自己身处一个感觉受到上帝或好运眷顾的地方,在那里,一个男人——或者一个从生育中幸存下来的女人——可以令人惊讶地将寿命延长一倍。

当然,这只适用于殖民者,而不适用于他们取代的美国原住民。大约一个世纪前到达中美洲和南美洲的西班牙人,以及随后到达北方的其他欧洲殖民者,带来了对前接触人口具有毁灭性的疾病,研究人员估计,现有居民中有90%被杀害。这也不适用于被带到美国海岸的被奴役者,他们的生命被南方种植园系统的虐待而缩短。

然而,哥伦比亚大学公共卫生史与伦理中心历史学家兼联合主任大卫·K·罗斯纳说,19世纪之前的新英格兰人“在传染病方面有着非常奇怪和不寻常的经历”。“当感染来袭时,它们确实会来袭——天花、黄热病——它们在很大程度上非常局部,持续时间相对较短。”

当时以及19世纪初,疾病被理解为道德堕落的迹象,是旨在引导误入歧途的人口重回正义的造访。1832年,一场全球霍乱大流行的边缘波及到美国东海岸,由在贸易路线上航行的船只带入港口城市。十几个州的州长宣布了强制性的祈祷和禁食日。在纽约,富裕的人逃离城市,前往保持社交距离的乡村,将留下的穷人的不幸归咎于他们自己。《纽约历史学会》保存的一封信,由其创始人撰写,捕捉到了一些富人的冷酷无情:“那些生病的人……主要是城市里的社会渣滓,[他们的] 消失速度越快,疾病就会越快停止。”

乔纳斯·索尔克在1950年代为儿童注射脊髓灰质炎疫苗,这是一场战胜可怕疾病的胜利。图片来源:Hulton Archive/Getty Images

霍乱是一场全球性的灾难,但它也是通往我们现代疾病理解的大门。教条认为,它的来源是瘴气,即从腐烂的垃圾和停滞的水中升起的污浊空气。迟至1874年——在医生约翰·斯诺追溯到伦敦霍乱爆发的源头是附近的井,并通过移除水泵把手阻止了疫情20年后——一次关于这种疾病的国际会议宣布,“周围的空气是霍乱病原体的主要载体。”直到10年后,当细菌学家罗伯特·科赫在印度的多名霍乱受害者的粪便中发现了相同的细菌,并在培养基中繁殖出这种细菌时,才证明微生物是病因。(科赫并不知道意大利细菌学家菲利波·帕奇尼在斯诺取下水泵把手的那一年就做出了同样的观察。)

对霍乱来源的这种解释成为细菌理论的基础之一。疾病可以传播,传播媒介可以被识别——并可能被阻止——这一概念改变了医学和公共卫生。这个想法点燃了一股创新和公民承诺的浪潮,一种清理城市的动力,这些城市肮脏的道路让致病微生物滋生。城镇和州建立了市政卫生部门和卫生局,建造了污水处理系统和长途供水系统,规范了食品安全,并命令进行住房改革。

这些改善使工业国家走向了后来被称为流行病学转变的阶段,阿卜杜勒·奥姆兰在1971年创造了这个概念,以描述致命感染退去,缓慢发展的慢性病可能成为社会优先事项的时刻。科学开始了一场看似不可阻挡的攀登20世纪成就之山的旅程:病毒识别、疫苗改良、抗生素的开发、免疫疗法的引入、人类基因组的解析。美国的预期寿命从1900年的平均47岁上升到世纪末的76岁。最后一个天花病例,唯一被根除的人类疾病,记录在1978年。泛美卫生组织宣布打算在1985年从美洲消除脊髓灰质炎。未来似乎是安全的。

当然,事实并非如此。1988年10月,在本杂志上,罗伯特·加洛和吕克·蒙塔尼耶(他于2022年去世)写道:“就在十年前,人们还普遍认为,传染病在发达世界不再构成多大威胁。人们认为,那里公共卫生面临的剩余挑战源于癌症、心脏病和退行性疾病等非传染性疾病。这种信心在1980年代初期被艾滋病的出现所粉碎。”

加洛和蒙塔尼耶是艾滋病病毒的共同发现者,他们在不同国家的独立团队工作。当他们撰写文章时,地球上已知艾滋病病例已超过77,000例。(截至2023年,自疫情开始以来,约有8600万人受到感染。)正如研究人员指出的那样,对新疾病的认识打破了传染病已被征服的飞速上升的信心感。在加洛和蒙塔尼耶撰写文章四年后,由医学研究所(现为国家科学、工程和医学学院的一部分)召集的19位著名科学家在一本严肃的专著中扩大了这一观点,他们称之为“新发传染病”。他们说,科学家和政治家变得自满,对疫苗和抗生素提供的保护充满信心,并且忽视了人口增长、气候变暖、国际旅行的迅速发展以及为定居点和大型农场破坏野生土地所带来的传染病威胁。

“世界上没有我们遥远的地方,”该小组警告说,“也没有我们与之脱节的人。”科学家们主张紧急改进疾病检测和报告、数据共享、实验室能力、抗生素和疫苗。他们说,如果没有这些投资,当新疾病跳到人类身上时,地球将永远落后,并且在应用治疗方法或预防措施以阻止疾病传播方面会 катастрофически 遅到。

他们的警告是有先见之明的。在他们写作时,美国正在从自1960年代开始接种疫苗以来首次麻疹大范围复苏中恢复过来。三年内发生了超过50,000例病例,而流行病学模型预测应该少于9,000例。在医学研究所的报告发表后的第二年,美国西南部有五名健康的年轻人因感染鹿鼠传播的汉坦病毒而倒下身亡。1996年,芝加哥的研究人员发现,耐抗生素的葡萄球菌细菌已经从以前在医院的出现跳跃到日常生活中,导致没有已知感染风险的儿童患上毁灭性疾病。在医疗保健、城市生活和自然界中,数十年的进步似乎正在崩溃。

俄克拉荷马大学人类学教授凯瑟琳·赫希菲尔德说:“我们忘记了猖獗的传染病是什么样子。”她研究失败国家的公共卫生。“科学为我们建立了一个更美好的世界,然后我们变得自大和过度自信,并决定我们不必再投资于它了。”

2020年,洛杉矶县-美国南加州大学医疗中心外的帐篷被搭建起来,以筛查激增的COVID患者。图片来源:Valerie Macon/法新社/盖蒂图片社

但与过去的疾病不同——富人逃离城市的霍乱流行病,归咎于移民的肺结核和瘟疫爆发,被污名化的同性恋男性感染的艾滋病病例——今天的感染并非通过容易找到的替罪羊到来(尽管沙文主义政客仍然试图制造替罪羊)。没有我们可以完全避免的地方或人群;贸易、旅行和人口流动的全球化使我们所有人都变得脆弱。“我们不能再将世界划分为成功应对传染病的国家和仍在挣扎的国家,”赫希菲尔德说。“国家有富裕的飞地,也有贫困的飞地。穷人为富人工作,为他们做园林绿化,在他们的工厂里制造东西。你无法隔离风险。”

滑落到20世纪自信浪潮远端的地球是促成COVID传播的地球。在其病毒性病原体SARS-CoV-2开始广泛传播之前的五年里,至少有那么多警告表明全球性新发疾病即将到来:警报出现在学术论文、联邦报告、智库兵棋推演和白宫准备的移交给新团队的投资组合中。新型冠状病毒溜过了我们防御体系中已知的漏洞:它是一种野生动物疾病,通过近距离接触和捕食传播给人类,通过快速旅行传播,因监测不足而加剧,并被民族主义政治和相互不信任放大。

我们毫无准备,没有疫苗或抗病毒药物。在过去的冠状病毒流行病中,例如2003年的SARS和2012年的MERS,科学家们已经开始研究疫苗,但随着疫情减弱,资金和兴趣也随之枯竭。如果研究继续下去,紧急情况可能会缩短。预防和药物是20世纪的辉煌成就,但在与新发疾病打交道的科学家和医生中,人们感到,试图重复这种成功不足以拯救我们。他们认为,同样紧迫的是关注和修复新疾病产生的条件。

贝勒大学国家热带医学院的内科医生、疫苗开发者和创始院长彼得·J·霍特兹说:“贫困比我们任何技术干预措施都更具影响力。”“政治崩溃、气候变化、城市化、森林砍伐:这些是阻碍我们前进的因素。我们可以开发我们想要的所有疫苗和药物,但除非我们找到解决这些其他问题的方法,否则我们将永远落后。”

霍特兹的说法在COVID大流行中遭受不成比例痛苦的人们的损失中得到了充分的证明——这些人依赖城市交通,住在公共住房或疗养院,或者遭受结构性种族主义的持续影响。使他们变得脆弱的从来都不是主要缺乏药物或疫苗。“我的医院里挤满了COVID-19患者,”传染病医生布拉德·斯佩尔伯格在2020年中期说。他是洛杉矶县-南加州大学医疗中心的首席医疗官,这是美国最大的公立医院之一。“我们服务于一个无法保持社交距离的人群社区。他们是无家可归者,他们被监禁,他们是与四口之家住在一个房间里的贫困劳动者。”

经常用来表示霍特兹和斯佩尔伯格描述的内容的术语是“健康的社会决定因素”。这是一个令人不满意的短语,它缺乏“注射”和“药物”的肌肉般的直接性,但它是一个至关重要且可衡量的概念:社会和经济因素,而不仅仅是医学或先天免疫因素,强烈影响疾病风险。负面的社会决定因素包括不安全的住房、医疗保健不足、不确定的就业,甚至缺乏政治代表权。它们是美国这个地球上最富有的国家,肝炎、性传播疾病以及寄生虫和水源性感染率上升的根本原因,正如《大众科学》在2018年报道的那样——这些感染首先在穷人和无家可归者中出现,然后迁移到富人和社会安全的人群中。正如英国流行病学家理查德·威尔金森和凯特·皮克特的研究表明,不平等的社会是不健康的社会:一个国家最富裕和最贫穷的人之间的收入差距越大,该国就越有可能经历预期寿命降低和慢性病、青少年生育和婴儿死亡率升高。这种现象在很大程度上解释了为什么COVID在纽约市造成如此大的破坏,纽约市是该国金融最不平等的城市之一,直到市政府应用了封锁这一粗暴的工具并重新获得控制权。

封锁是有效的,但它们不能无限期地持续下去,而且它们也带来了严重的精神健康负担,并使人们无法获得与疫情无关的医疗保健。尽管隔离可能会在一段时间内阻止病原体的传播,但它们无法阻止病毒出现并找到有利的人类宿主。可能预防或减轻这种可能性的是更公平分配的更多繁荣——足以让南亚的村民不必为了补贴收入而诱捕和出售蝙蝠,也足以让美国的低薪工人不必在生病时上班,因为他们没有病假。一种公平转型,如果不是流行病学转型的话。

很难列举这个更受保护的世界的特征,而不会让它们听起来像是一份模糊的愿望清单:更好的住房、更好的收入、更好的医疗保健、更好的机会。尽管如此,全球一些地方为防御COVID感染而采取的变革可能会使未来的感染可能性降低。像里斯本那样关闭街道以鼓励自行车出行,像巴黎那样将停车位变成咖啡馆空间,以及为远程工作创建宽带容量并将医疗保健转移到远程医疗,这两者都在美国完成——这些适应听起来像是技术乐观主义,但它们可以帮助我们构建一个社会,在其中人们不需要拥挤到不安全的城市空间,并且收入可以与地理位置脱钩。

当然,也有必要重新加大对准备工作的投资,医学研究所几乎在30年前就曾为此斥责过美国。“我们需要以保险的心态来思考这个问题,”戈登和贝蒂·摩尔基金会的主席、内科医生哈维·范伯格说,他在该研究所准备2003年对其警告的后续报告时担任所长。“如果你的房子没有被烧毁,你不会在12月31日撞墙并说,我为什么要买火灾保险?我们主动购买保险是为了防止坏事发生带来的后果。这就是我们在应对大流行时需要采取的心态。”

美国对冠状病毒做出了非凡的、联邦政府支持的努力,以找到并测试疫苗,以便在2021年初交付3亿剂疫苗。考虑到之前从头开始生产疫苗的最短时间是四年(这种疫苗是针对腮腺炎的),这是一个巨大的愿望。毫无疑问,医学科学比1970年代伯内特写作时装备得更好;《传染病的自然史》是在单克隆抗体药物、基因疗法、可以靶向癌症而不是微生物的疫苗之前出版的。这项工作的顶峰可能是嵌合抗原受体T细胞或CAR-T疗法的发展,该疗法于2017年首次亮相,并重新设计人体自身特殊的免疫系统细胞以对抗癌症。

但CAR-T也标志着对传染病的关注是如何滑入被忽视的低谷。CAR-T疗法以非凡的成本帮助极少数患者——它们在任何保险加价之前的价格接近每次输注50万美元——而抗生素,它拯救了数百万人免于死于感染,却陷入了危险之中。1970年代生产抗生素的大多数主要公司——礼来、阿斯利康、百时美施贵宝和诺华等——已经离开了该行业,因为无法从其产品中获得足够的利润。近年来,至少有六家拥有新型抗生素化合物的小型生物技术公司破产。这种情况发生在抗生素是医学的关键组成部分的情况下——并且一些COVID患者需要抗生素来治愈最初病毒感染后发生的严重肺炎。

更好的准备结构——疾病监测、对新药和疫苗的财政支持、快速检测、全面报告——本身并不能使我们到达一个更安全免受大流行的星球,就像无车街道和廉价医疗保健不能做到那样。但它们可以为我们提供一个起点,一个我们作为一个社会相对更安全、相对更安全地免受已知疾病侵害的位置,并且更有可能检测到以前未知的威胁并创新地应对它们。

历史学家罗斯纳回顾了进步时代的爆发性能量,想知道后COVID时代的等同物可能是什么。“在19世纪,我们建造了整个供水系统,我们清理了城市里的每条街道,”他说。“我们如此限制了我们对世界的愿景,以至于我们似乎无法解决这些问题。但在过去的危机时刻,我们曾让社会中更善良的天使走到前台:在大萧条之后,在新政中。这并非不可能。”

图片来源:Moritz Stefaner 和 Christian Lässer。有关更多背景信息,请参阅“可视化《大众科学》175年的文字

玛琳·麦肯纳是一位专门从事公共卫生、全球卫生和食品政策的记者,也是《大众科学》的特约编辑。她是《大鸡:抗生素如何创造现代农业并改变世界饮食方式的不可思议的故事》(国家地理图书,2017年)的作者。

更多作者:玛琳·麦肯纳
大众科学杂志 第323卷 第3期本文最初以“细菌的回归”为标题发表于《大众科学杂志》第323卷第3期(),第50页
doi:10.1038/scientificamerican0920-50
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