到 2010 年夏末，加利福尼亚州患百日咳（又称顿咳）的儿童人数惊人，是 2009 年上半年的五倍。大卫·维特 (David Witt) 是凯撒医疗机构圣拉斐尔医疗中心的一名内科医生和传染病专家，他护理了一些患病儿童。他的诊所位于马林县的中心地带，马林县是旧金山北部著名的反主流文化地区。起初，他认为疫情爆发是家长拒绝为孩子接种疫苗造成的。然而，随着发病率逐月持续攀升——不仅在北加州，而且在整个州——维特开始怀疑是否还有其他原因。
维特与他的大学生儿子麦克斯韦尔和儿科医生同事保罗·卡茨合作，检索了 132 名 18 岁以下凯撒医疗机构患者的记录，这些患者在 2010 年 3 月至 10 月期间百日咳检测呈阳性。
维特说：“大多数病例发生在 8 岁至 12 岁的完全接种疫苗的儿童中。“这完全出乎意料。”
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正如维特的小型研究发现的那样，以及后来的大型研究也证实了这一点，疫苗提供的保护作用（过去二十年来一直在使用）消退速度远快于公共卫生规划者的预期。2011 年至 2012 年间，21 个州的百日咳发病率至少增加了两倍。虽然其中一些病例发生在从未接种过疫苗的儿童中，但大多数受影响的儿童实际上都接种过疫苗；这些疫苗只是未能为他们提供长期保护。
现在，卫生部门正在争先恐后地制定新的策略来保护儿童。没有简单的解决方案。没有人正在开发更好的疫苗来取代目前的疫苗。试图建议额外注射疫苗会引发多年的公共卫生辩论，而且尚不清楚额外剂量的疫苗是否会起作用。即使讨论这个问题也会引起不安：由于反疫苗情绪和疫苗拒绝率处于历史最高水平，没有人愿意贬低公共卫生的重要工具之一。
不良反应
在 20 世纪 40 年代疫苗问世之前，许多父母亲身体会到百日咳是一种可怕的疾病。引起百日咳的细菌——百日咳博德特氏菌，产生一种毒素，会损害覆盖肺内壁的微小纤毛，阻止它们清除气道中的粘液和微生物入侵者。在无法控制的剧烈咳嗽之后——有些咳嗽剧烈到足以引起癫痫发作和脑损伤——儿童会喘息和喘不过气来，这种疾病也因此得名。在疫苗前时代，美国每年有多达 20 万儿童患上百日咳，约 8,000 人死亡。新疫苗将百日咳的发病率从每 10 万人中约 157 例降至 10 万分之一。
然而，这一成功是有代价的。研究人员用死亡的百日咳细菌制造了最初的百日咳疫苗，这些细菌无法繁殖，但保留了许多微生物蛋白，免疫细胞可以通过这些蛋白识别和攻击百日咳博德特氏菌，从而预防疾病。不幸的是，这些全细胞制剂还包含其他分子成分，可能会引起不良的免疫系统反应，例如注射部位附近的肿胀，以及在极少数情况下，可能危险地使大脑发炎的高烧。“在早期，人们并没有太关注这些反应，因为在疫苗出现之前，死亡率一直非常惊人，”加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院的长期儿科教授和疫苗研究员詹姆斯·切里说。
然而，在接下来的几十年里，人们对疫苗副作用的担忧日益加剧。在 20 世纪 70 年代，瑞典和日本完全停止使用该疫苗。英国政府于 1981 年发布的一项研究得出结论，该疫苗每 31 万剂就会导致一次永久性脑损伤（这一结果后来受到质疑）。1982 年，美国全国广播公司 (NBC) 播出了一档批评该疫苗的节目，导致公众舆论反对该疫苗，并由此引发了美国的反疫苗运动。
美国和其他国家开始全行业努力寻找更好的疫苗，重点是使用少量纯化细菌蛋白来建立免疫力，而不是使用全细胞的“无细胞”配方，从而降低炎症反应的风险。研究人员将新的百日咳疫苗与破伤风和白喉疫苗结合在一起。DTaP，即其名称，于 1992 年在医生诊所投入使用。在美国，儿童在 2 个月、4 个月和 6 个月大时接种；在 15 个月至 18 个月大时接种一次；在 4 岁至 6 岁之间，即入学前再接种一次。
从一开始，公共卫生部门就了解到，无细胞疫苗提供的免疫力可能比有问题的全细胞疫苗更短暂。因此，在 2005 年，他们在免疫方案中增加了一次加强针，以保证儿童在整个青春期都能受到保护。官员们确定加强针对于 11 岁至 12 岁的儿童最有效，但也批准将其用于任何成人，最终包括孕妇。
保护失败
在加利福尼亚州 2010 年的百日咳爆发后，2012 年威斯康星州、佛蒙特州和华盛顿州等其他州也爆发了疫情。对患病人群的分析每次都揭示了相同的模式。疾病控制与预防中心的医生和百日咳专家汤姆·克拉克将其描述为“引人注目的阶梯式外观，逐年上升：六岁、七岁、八岁、九岁、十岁。如果你回顾几年前[使用全细胞疫苗时]，就不会出现这种阶梯式外观。”
阶梯式外观表明，儿童上次接种百日咳疫苗的时间越久，接触细菌后患百日咳的可能性就越大。这些儿童中的许多人年龄太小，尚未接种加强针，因此研究人员希望，一旦儿童接种了额外的疫苗，这种无法预测的脆弱性就会消失。来自华盛顿州疫情的新数据打破了这种希望：即使 13 岁和 14 岁的儿童接种了加强针，他们仍然会感染百日咳。其他研究表明，该疫苗的行为与旧的、反应性更强的疫苗不同：即使只接种过一剂旧的全细胞配方疫苗的儿童，也比只接种过新疫苗的儿童更能抵抗百日咳。（当然，接种过新疫苗的儿童仍然比从未接种过疫苗的儿童状况要好。）
克拉克指出，20 世纪 80 年代对无细胞疫苗的最初研究测试了它是否具有保护作用，但没有测试它的保护作用能持续多久。通常使用无细胞疫苗的一些疾病（例如 Hib 脑膜炎）仅在生命早期对儿童构成短暂危险，因此不需要持久的免疫力。然而，如今，免疫学家拥有更好的实验室工具，并且对免疫如何被激发和维持有了更细致的了解。“今天开发疫苗所需做的许多事情从未为百日咳疫苗做过，”克拉克说。
“最主要的答案是我们需要更好的疫苗，”加州大学圣地亚哥分校临床儿科教授、疫苗接种实践咨询委员会 (ACIP) 工作组主席马克·索耶说，该委员会帮助制定联邦疫苗政策。“但 ACIP 无法仅凭一己之力实现这一目标。这取决于科学家们进行研究，研究什么才能制造出更好的疫苗，也取决于制药公司。”
如果配制出一种新疫苗，证明其优越性将具有挑战性。每个发达国家都为其儿童接种百日咳疫苗，因此没有大量未受保护的人群可以帮助证明新疫苗的价值。在鼓励制造商考虑开发新疫苗之前，联邦规划者必须权衡这项努力的意外后果。例如，将制造商有限的资源过多地转移到一种新疫苗上可能会导致其他疫苗短缺。另一个担忧是父母是否会听从建议，带孩子去接种更多疫苗。
ACIP 已经研究这个问题一年多了。该委员会正处于未知领域，因为这种类型的失败从未发生在任何其他疫苗上。今年 6 月，工作组得出结论，由于加强针针对百日咳的保护作用非常短暂，因此在常规免疫方案中增加更多疫苗对降低百日咳的总体患病率几乎无济于事。因此，该小组建议委员会不要改变政策以包括成人第二次加强针，而是增加首先接种加强针的孕妇人数。美国疾病预防控制中心估计，目前只有 6% 的孕妇接种了疫苗。然而，新生儿无法接种疫苗，最容易受到百日咳危险影响；提高他们最亲近的人的免疫力可能是预防百日咳死亡的最佳方法。
鉴于目前疫苗的缺陷，克拉克坦率地说，在普通人群中“将会出现很多百日咳病例”。但他补充说，尽管百日咳病例正在增加，但死亡人数却没有增加；当接种过疫苗的儿童患上百日咳时，他们的症状较轻。因此，较新的百日咳疫苗仍然很有价值，因为它们不仅降低了死亡和重病的可能性，还减少了伴随这些可怕后果的医疗保健支出——更不用说情感创伤了。索耶说，基于此，公共卫生官员应该敦促 90% 未接种加强针的美国青少年和成人接种加强针，从而保护自己和我们中最脆弱的人。“我们确实需要一种新疫苗，”他说。“但我们可以用我们现有的疫苗做得更好。”