Assessment of the Immunogenicity of Three Doses of Bivalent, Trivalent or Type One Monovalent Oral Poliovirus Vaccines Provided at 2 or 4 Week Intervals

This randomized clinical trial will assess the immune response in infants following administration of three types of oral poliovirus vaccine trivalent OPV (tOPV), monovalent OPV type 1 (mOPV1), bivalent OPV types 1 and 3 (bOPV) using two different schedules: a short schedule with administration at two week intervals and the usual schedule at four week intervals. The results of this study will guide the Global Polio Eradication Program in the implementation of new strategies that may: 1) improve the quality of the response to outbreaks following importation of wild poliovirus type 1 by shortening the interval at which several OPV doses are provided; 2) prevent alternate outbreaks of type 1 and type 3 poliovirus by using bOPV in outbreak responses in countries with weak routine immunization systems; and 3) prevent the emergence of type 2 vaccine-derived poliovirus through the replacement of tOPV with bOPV in immunization campaigns and routine immunization programs.

开始日期2012-05-01

申办/合作机构

International Centre for Diarrhoeal Disease Research, Bangladesh

100 项与 Poliovirus vaccine live oral trivalent (Panacea Biotec) 相关的临床结果

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100 项与 Poliovirus vaccine live oral trivalent (Panacea Biotec) 相关的转化医学

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100 项与 Poliovirus vaccine live oral trivalent (Panacea Biotec) 相关的专利（医药）

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项与 Poliovirus vaccine live oral trivalent (Panacea Biotec) 相关的文献（医药）

2023-04-01·Vaccine3区 · 医学

Analysis of population immunity to poliovirus following cessation of trivalent oral polio vaccine

3区 · 医学

Article

作者: Tallis, Graham ; Lyons, Hil ; F Vertefeuille, John ; Kovacs, Stephanie ; Voorman, Arend ; Bennette, Caroline ; Makam, Jeevan K

BACKGROUND:

The global withdrawal of trivalent oral poliovirus vaccine (OPV) (tOPV, containing Sabin poliovirus strains serotypes 1, 2 and 3) from routine immunization, and the introduction of bivalent OPV (bOPV, containing Sabin poliovirus strains serotypes 1 and 3) and trivalent inactivated poliovirus vaccine (IPV) into routine immunization was expected to improve population serologic and mucosal immunity to types 1 and 3 poliovirus, while population mucosal immunity to type 2 poliovirus would decline. However, over the period since tOPV withdrawal, the implementation of preventive bOPV supplementary immunization activities (SIAs) has decreased, while outbreaks of type 2 circulating vaccine derived poliovirus (cVDPV2) have required targeted use of monovalent type 2 OPV (mOPV2).

METHODS:

We develop a dynamic model of OPV-induced immunity to estimate serotype-specific, district-level immunity for countries in priority regions and characterize changes in immunity since 2016. We account for the changes in routine immunization schedules and varying implementation of preventive and outbreak response SIAs, assuming homogenous coverages of 50% and 80% for SIAs.

RESULTS:

In areas with strong routine immunization, the switch from tOPV to bOPV has likely resulted in gains in population immunity to types 1 and 3 poliovirus. However, we estimate that improved immunogenicity of new schedules has not compensated for declines in preventive SIAs in areas with weak routine immunization. For type 2 poliovirus, without tOPV in routine immunization or SIAs, mucosal immunity has declined nearly everywhere, while use of mOPV2 has created highly heterogeneous population immunity for which it is important to take into account when responding to cVDPV2 outbreaks.

CONCLUSIONS:

The withdrawal of tOPV and declining allocations of resources for preventive bOPV SIAs have resulted in reduced immunity in vulnerable areas to types 1 and 3 poliovirus and generally reduced immunity to type 2 poliovirus in the regions studied, assuming homogeneous coverages of 50% and 80% for SIAs. The very low mucosal immunity to type 2 poliovirus generates substantially greater risk for further spread of cVDPV2 outbreaks. Emerging gaps in immunity to all serotypes will require judicious targeting of limited resources to the most vulnerable populations by the Global Polio Eradication Initiative (GPEI).

2023-03-01·Journal of medical virology

Dynamic changes in polioviruses identified by environmental surveillance in Guangzhou, 2009–2021

Article

作者: Chen, Meizhong ; Deng, Xiaoling ; Zhu, Shuangli ; Zeng, Hanri ; Ke, Bixia ; Li, Hui ; Huang, Shufen ; Fang, Ling ; Ke, Changwen ; Li, Caixia ; Xu, Wenbo ; Zhang, Wei ; Zhang, Yong ; Yoshida, Hiromu ; Zheng, Huanying ; Guo, Xue

Abstract:

Polio cases can be missed by acute flaccid paralysis (AFP) case surveillance alone, emphasizing the importance of environmental surveillance (ES). In this study, to investigate the serotype distribution and epidemiological trends of poliovirus (PV), we characterized PV isolated from domestic sewage in Guangzhou City, Guangdong Province, China from 2009 to 2021. A total of 624 sewage samples were collected from the Liede Sewage Treatment Plant, and the positive rates of PV and non‐polio enteroviruses were 66.67% (416/624) and 78.37% (489/624), respectively. After sewage sample treatment, each sewage sample was inoculated in six replicate tubes of three cell lines, and 3370 viruses were isolated during the 13‐year surveillance period. Among these, 1086 isolates were identified as PV, including type 1 PV (21.36%), type 2 PV (29.19%), and type 3 PV (49.48%). Based on VP1 sequences, 1057 strains were identified as Sabin‐like, 21 strains were high‐mutant vaccines, and eight strains were vaccine‐derived poliovirus (VDPV). The numbers and serotypes of PV isolates in sewage were influenced by the vaccine switch strategy. After type 2 OPV was removed from the trivalent oral PV (OPV) vaccine and a bivalent OPV (bOPV) was adopted in May 2016, the last type 2 PV strain was isolated from sewage, with no detection thereafter. Type 3 PV isolates increased significantly and became the dominant serotype. Before and after the second vaccine switch in January 2020, that is, from the first dose of IPV and second–fourth doses of bOPV to the first two doses of IPV and third–fourth doses of bOPV, there was also a statistical difference in PV positivity rates in sewage samples. Seven type 2 VDPVs and one type 3 VDPV were identified in sewage samples in 2009–2021, and phylogenetic analysis indicated that all VDPVs isolated from ES in Guangdong are newly discovered VDPVs, different from VDPV previously discovered in China, and were classified as ambiguous VDPV. It is noteworthy that no VDPV cases were reported in AFP case surveillance in the same period. In conclusion, continued PV ES in Guangzhou since April 2008 has been a useful supplement to AFP case surveillance, providing an important basis for evaluating the effectiveness of vaccine immunization strategies. ES improves early detection, prevention, and control; accordingly, this strategy can curb the circulation of VDPVs and provide a strong laboratory basis for maintaining a polio‐free status.

2022-11-02·Expert review of vaccines

Health economic analysis of vaccine options for the polio eradication endgame: 2022-2036

Article

作者: Thompson, Kimberly M. ; Kalkowska, Dominika A. ; Badizadegan, Kamran

BACKGROUND:

Multiple vaccine options are available for polio prevention and risk management. Integrated global risk, economic, and poliovirus transmission modeling provides a tool to explore the dynamics of ending all use of one or more poliovirus vaccines to simplify the polio eradication endgame.

RESEARCH DESIGN AND METHODS:

With global reported cases of poliomyelitis trending higher since 2016, we apply an integrated global model to simulate prospective vaccine policies and strategies for OPV-using countries starting with initial conditions that correspond to the epidemiological poliovirus transmission situation at the beginning of 2022.

RESULTS:

Abruptly ending all OPV use in 2023 and relying only on IPV to prevent paralysis with current routine immunization coverage would lead to expected reestablished endemic transmission of poliovirus types 1 and 2, and approximately 150,000 expected cases of poliomyelitis per year. Alternatively, if OPV-using countries restart trivalent OPV (tOPV) use for all immunization activities and end IPV use, the model shows the lowest anticipated annual polio cases and lowest costs.

CONCLUSIONS:

Poor global risk management and coordination of OPV cessation remain a critical failure mode for the polio endgame, and national and global decision makers face difficult choices due to multiple available polio vaccine options and immunization strategies.

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2022-12-09

·PRNewswire

WHO adopts antibodies created by Lankenau researchers as a standard to ensure quality control of polio vaccines worldwide

WYNNEWOOD, Pa., Dec. 9, 2022 /PRNewswire/ -- Human antibodies cloned by scientists at the Lankenau Institute for Medical Research (LIMR), part of Main Line Health, have been adopted by the World Health Organization as a crucial part of its plan to permanently eradicate polio, a disease believed to be quietly spreading throughout the world, including New York and possibly Philadelphia. Continue Reading The WHO Expert Committee on Biological Standardization approved the antibodies—created in the lab of LIMR faculty member Scott Dessain, MD, PhD—as the standard for quality-control testing of all inactivated polio vaccines (IPVs) worldwide in late October at a meeting in Geneva, Switzerland. The new test will increase assurance of the vaccines working properly when administered. The committee first advanced guidelines incorporating the LIMR antibodies to test IPV potency two years ago. We are proud of our achievement in this field of public health —George Prendergast Tweet this Worldwide vaccination efforts have reduced the annual number of polio cases from about 350,000 in 1988 to only 6 in 2021, according to WHO, due to widespread administration of oral poliovirus vaccine (OPV). OPV was developed by Albert Sabin and first made available in 1961. It is the predominant type used globally. IPVs, invented by Jonas Salk in 1953, are injected in the arm or leg. They have been the only kind given in the United States since 2000. One critical difference between the two vaccine types is that, unlike IPV, OPV uses weakened, live virus that can mutate and regain the ability to cause paralytic polio. Such mutated vaccine virus strains are causing the recent global resurgence of polio cases. In the United States, New York state officials alerted the public in July to a polio case in Rockland County apparently linked to OPV mutation. The case has raised concerns that poliovirus infections may be silently spreading in the United States and could cause disease in unvaccinated individuals. Recently, health officials in Philadelphia and other large metropolitan areas have announced they will test sewage for poliovirus because of the New York case and the subsequent detection of poliovirus in the New York region's sewage. "News of the New York case is a reminder of the need to continue to commit to polio vaccination efforts worldwide," said George Prendergast, PhD, president and CEO of LIMR. "The efforts of Dr. Dessain and his colleagues provide a key tool in quality control for the manufacture of high-potency IPV vaccines that can prevent polio outbreaks caused by mutated OPV across the world. We are proud of our achievement in this field of public health, which is among our finest in recent years." "The world is beginning to transition away from the oral vaccine because it is the only path to ultimately eradicating polio," said Dessain, who is director of the Center for Human Antibody Technology at LIMR and holds the Joseph and Ray Gordon Chair in Clinical Oncology and Research. "Making that transition meant developing a next-generation IPV and expanding production. But the vaccine manufacturers weren't using the same standards as one another. That made it necessary to find a way to not only determine the potency of the new vaccines from different manufacturers but also address the problem of quality control labs not all using the same potency test." Dessain and his team tackled the issue by identifying a set of human antibodies that can ensure that an IPV vaccine has been made correctly. Dr. Scott Dessain is available for interviews on this press release and related stories about polio vaccines. SOURCE Main Line Health

疫苗

2022-06-30

·生物制品圈

脊灰病毒为何一直灭而不绝？盖茨表示，“中国有机会帮助世界永远消灭脊灰”

导读2022年6月22日，据路透社消息，在英国伦敦的几个污水样本中发现了脊髓灰质炎的病毒，这是自1980年代以来该病毒可能在该国传播的第一个迹象。脊灰病毒又会死灰复燃吗？全球脊灰病例从1988年的35万例到如今的零星几例，已被消灭了99.9%，但就在人类做好准备将这个病毒彻底消灭时，全球爆发的疫情让脊灰病毒有了喘息的机会。2020年，全球共发生了1226例各种形式的脊灰病例，而2018年仅有138例。截至去年，盖茨基金会已向全球疫苗免疫联盟（Gavi）捐赠了超过40亿美元来支持贫困国家的儿童接种疫苗，脊灰仍是国际关注的突发公共卫生事件，因此Gavi也启动了新的五年战略计划，以此准备打好消灭脊灰的最后一战。2021年6月10日，全球根除脊髓灰质炎行动（GPEI）发布了《2022-2026年消灭脊灰战略：履行承诺》，提出在2026年消灭最后残存的I型野生脊灰病毒并根除循环疫苗衍生病毒。比尔·盖茨也表示，“关心脊灰患者，是我现在最重要的事情，我每天都要查看邮件，看看全世界是否有新的患者出现。”消灭脊灰病毒的最后一战，我们究竟该如何打？最近，英国下水道中出现了脊灰病毒，虽然英国暂未发现任何脊髓灰质炎相关病例，但该疾病可能导致1%左右感染的儿童瘫痪。英国卫生安全局（UKHSA）表示，由于疫苗接种率高，目前风险较低。但即便是在污水中发现，我们也不能掉以轻心。历史上的1921年8月，美国前总统富兰克林·罗斯福带全家在坎波贝洛岛休假。在扑灭了一场林火后，他跳进了冰冷的海水，因此患上了脊髓灰质炎。这说明，即便是潜藏在水中的脊灰病毒，也有感染的风险。脊灰病毒为何灭而不绝？01小儿麻痹症：继天花之后的第二个全球公敌脊髓灰质炎，曾经是人们谈之色变的急性传染病之一。它是一种由脊髓灰质炎病毒所致的传染病，根据中国疾病预防控制中心（CDC）资料显示，该病毒主要侵犯人体脊髓灰质前角的灰、白质部分，对灰质造成永久损害。大多数感染者无症状，约四分之一的感染者临床表现为发热、上呼吸道症状和肢体疼痛，极少数病例出现肢体弛缓性麻痹，并留下终生残疾，因其多发于婴幼儿，故又称小儿麻痹症。关于脊灰的记载，可以追溯到三千多年前，可谓“天下苦脊灰久矣”。近一百多年来，脊灰在欧美地区多次爆发疫情，许多儿童深受其害。由于没有治愈的药物和有效疫苗，许多儿童一旦患病就落下了终身的残疾。直到1955年，匹兹堡大学医学院病毒研究实验室主任乔纳斯·索尔克（Jonas Edward Salk）成功研制出了注射用脊灰灭活疫苗（IPV），笼罩人类的脊灰阴云被拨开了一角。索尔克曾在研究过程中遭受了许多冷眼，但他始终认为减毒疫苗终究还是活的，灭活疫苗才是安全的选择，这与当时许多科学家的主流观点相悖。1953年索尔克成功研发出灭活疫苗，由于他遭到质疑，无法进行人体临床试验，他只好将自己的家人作为实验对象接种了灭活疫苗。索克尔一家也因此躲过了脊灰病毒的威胁。为了纪念他，人们把索尔克的生日10月24日定为“世界脊髓灰质炎日”。在疫苗的作用下，美国脊灰病例数迅速降低美国医生阿尔伯特·萨宾（Albert Sabin）在同一时期也启动了脊灰减毒活疫苗的临床研究，并在之后研制出了口服脊灰减毒活疫苗（OPV）。然而，萨宾研发OPV时的临床试验过程更坎坷。由于索尔克的脊灰灭活疫苗在美国广泛使用，萨宾已经没有条件像IPV试验那样在美国进行大规模随机对照试验了。直至1959-1960年，萨宾终于有机会在前苏联开展大规模免疫接种活动，证实了其OPV的安全性和有效性。由于OPV的安全性和有效性都比较好，萨宾的研究小组成功获得了1965年的诺奖。正在研究疫苗的索尔克（1954年）有趣的是，那个年代的索尔克和萨宾，都没有为自己发明的疫苗申请专利，他们心里想的只是让疫苗尽快地扩大适用范围，救助更多身陷脊灰病毒侵害的孩童。索尔克在当时用一句非常经典的名言阐述了自己的态度：“我想跟人们说，没有什么专利。你能为太阳申请专利吗？”02糖丸爷爷：一生只做一件事，救了一代人在中国，同样有一位像索尔克和萨宾这样的医生，让千百万儿童脱离脊灰的威胁，他就是顾方舟。也许你还记得，小时候在校门口排队，老师会一人发一颗香香甜甜的糖丸。正是这种糖丸让那个年代中国数以万计的孩子远离小儿麻痹症的威胁。1953年，中国经历了第一次脊灰疫情，无数孩子因此肢体瘫痪、无法自主呼吸，甚至余生都离不开轮椅、拐杖。1959年，鉴于当时我国的脊灰疫情严峻，卫生部决定，派遣专门的工作小组去苏联学习疫苗的全套工艺。顾方舟带领着小队，到苏联考察了脊灰疫苗的生产工艺，并带回了苏联研究所生产的活疫苗。正在工作的顾方舟在顾方舟带领小组学习的期间，国际上对脊髓灰质炎疫苗该使用灭活疫苗还是减毒活疫苗，存在着很大的争论。灭活疫苗安全，但是接种量大，而且免疫期比较短；而减毒活疫苗免疫反应强，免疫期长，价格比较低，但是因为含有活的病毒，可能存在打了疫苗反而得病的风险。当时的顾方舟考虑的是：同样的成本，减毒活疫苗的产量是灭活疫苗的100倍，并且灭活疫苗要连打3针才行，这样的成本是中国很多家庭都承受不起的，如果免费接种，那么国家的财政将会受到很大的冲击。于是，顾方舟决定学习研发减毒活疫苗。学成归国后，卫生部批准成立了“脊灰活疫苗研究协作组”，疫苗紧急投入生产。1960年，我国研制的第一批减毒活疫苗生产出来了，顾方舟带头让自己不满一岁的儿子试用了这种药。顾方舟抱着他的儿子至1962年时，我国成功研制出了能在室温下保存7天的“糖丸”减毒活疫苗，为了保证口感，研制小组还专门联系了北京糖果厂合作。1964年糖丸开始向全国推广，当年共生产6000万人份糖丸，1978年糖丸列入了国家疫苗免疫计划。1994年9月，湖北出现了最后一例小儿麻痹症患者，此后我国本土再也没有了脊灰病例。在率先消灭天花后，中国又取得了一个对抗传染病的彻底胜利。至此，中国的孩子们摆脱了小儿麻痹症的阴云，晴天如期而至。 2000年，世界卫生组织证实，中国本土的脊髓灰质炎传播已经彻底阻断。顾方舟作为证实委员会的成员，代表中国在报告上签字。那一年，顾方舟74岁。从糖丸时代走过来的我们，亲切的称呼他为“糖丸爷爷”。03GPEI的决心：2022-2026让脊灰彻底消失自脊灰疫苗问世以后，脊灰疫情迅速被控制，全球的小儿麻痹症发病率逐年下降，这也让人们看到了消灭脊灰病毒的希望。1988年，世界卫生大会发起了全球根除脊髓灰质炎行动（GPEI），自此全球开展了大批量的脊灰疫苗接种计划。GPEI主要由5个核心组织主导：世界卫生组织（World Health Organization, WHO）、美国疾病预防控制中心、联合国儿童基金会、国际扶轮社及比尔和梅琳达盖茨基金会，它是全球根除脊灰领域最大的公私合作伙伴关系和最具代表性的多边组织。长期以来，比尔·盖茨一直是根除脊髓灰质炎的坚定倡导者，在他的童年时代，脊灰疫苗刚被开发出来，阻止了上世纪 50 年代初在美国肆虐的脊灰疫情。正是基于盖茨童年的经历，在2000年盖茨基金会成立时，他就将根除脊髓灰质炎作为了基金会的首要任务之一，因此盖茨基金会成了GPEI的主要支持者和坚定的合作伙伴。然而，人们在脊灰疫苗的推行过程中逐渐发现，由于发展中国家的资金匮乏和生产能力有限，很多孩子在适龄阶段无法接种到脊灰疫苗。为了改变这些孩子的命运，盖茨基金会和合作伙伴在2000年共同创办了全球疫苗免疫联盟（Gavi），致力于帮助全世界的国家，尤其是最贫困的国家整合需求、购买疫苗并建立交付系统，力争让每个孩子都能得到疫苗的保护。如何彻底根除脊灰？盖茨表示，“除阿富汗和巴基斯坦两国外，野生脊灰病毒已在世界其他地方被消灭。对于消灭脊灰的这最后一公里，我们决不能忘记我们要实现根除的目标。随着全球行动的持续推进，我们的工作仍然面临一些挑战，包括还在仅剩的两个流行国继续传播的野生脊灰病毒；最近在马拉维和莫桑比克检测出的输入性野生病毒（与巴基斯坦的一种脊灰毒株有关）；以及循环疫苗衍生脊灰病毒（cVDPV）疫情在非洲、中东和亚洲一些偏远地区的不断暴发。”中国经验如何助力“消灭脊灰最后一公里”？盖茨表示，“尽管中国在 2000 年已经被世界卫生组织认证为无脊灰国家，但由邻国（巴基斯坦和阿富汗都与中国接壤）输入病例而导致的新疫情威胁，使中国成为脊灰复发风险最高的国家之一。2011年，在获得认证十多年后，中国经历了一次源自巴基斯坦的输入型野生脊灰暴发。也正因为如此，中国在脊灰监测方面一直保持着高度警惕。”2017年，在盖茨基金会和其他合作伙伴的支持下，中国国药集团研发的二价口服脊灰减毒活疫苗（bOPV）获得了世界卫生组织的预认证，并成功获得了联合国儿童基金会的长期采购订单。目前，国药集团每年可向有需求的国家提供1.6亿剂疫苗。而在今年2月和6月，国药和科兴生产的Sabin（萨宾）株脊灰灭活疫苗（sIPV）分别成为中国第二个和第三个通过世卫组织预认证的脊灰疫苗。盖茨对全世界彻底根除脊灰充满信心，“每个国家都可以在这一全球努力中发挥作用，每个国家最终也都将从中受益。自GPEI成立以来，已有2000万人避免了因脊灰而瘫痪，全世界已有超过30亿儿童接种了脊灰疫苗。”盖茨说道。为了打好新冠疫情下的终局之战，GPEI启动了新的五年战略计划来重新应对新局势，计划在2023年底打断传播链，并在2026年将最后的野生毒株消灭。GPEI的新五年战略规划 / GPEI 《2022-2026年消灭脊灰战略：履行承诺》封面，图源：全球消灭脊灰行动官网“世界从未如此接近根除脊灰的终点线。”盖茨表示，“在我们继续向着无脊灰世界迈进的过程中，中国推广疫苗、建立科学监测系统和实验室网络来消灭脊灰的经验，对于GPEI和其他全球合作伙伴来说很有价值。”参考资料1.https://mp.weixin.qq.com/s/qaLS14PL-MwxBTb6dIlSqQ2.http://www.lygcdc.com/web/jz/yf/2014/0819/328.html3.https://www.science.org/content/article/polio-eradication-program-faces-hard-choices-endgame-strategy-fails4.https://mp.weixin.qq.com/s/SzI-z4SP7Fb-wI3YIDYnvw5.https://mp.weixin.qq.com/s/eI2wvGbjm59PFeZtTG-5oA识别微信二维码，添加生物制品圈小编，符合条件者即可加入微信群！请注明：姓名+研究方向！版权声明本公众号所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源和作者，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系(cbplib@163.com)，我们将立即进行删除处理。所有文章仅代表作者观点，不代表本站立场。

疫苗合作

2022-06-17

·丁香园

活在罐子里 70 年，他们是地球上最后 3 个铁肺人

本文作者：图图2008 年的某个凌晨，突如其来的雷暴撕裂了黑夜。奥德尔家 60 年来第一次陷入死一样的寂静，电机运转的吱吱声停止了——雷暴导致了全镇大停电，而应急发电机没有启动。图片来源：洛杉矶时报61 岁的奥德尔是美国最年长的脊髓灰质炎幸存者，3 岁确诊以来，她已经依靠铁肺生活了 58 年。而因为这场停电，她最终死在了这个密封的金属罐子里。除了原子弹之外美国人最害怕的东西上世纪五十年代，一场前所未有的瘟疫席卷美国。爆发的最严重的一次的疫情是在 1952 年，仅在美国就造成 57628 人感染、21269 人瘫痪、3145 人死亡。无数孩童因此中招，出现四肢瘫痪、发热呕吐、呼吸困难等症状，生命岌岌可危。酿成这一场惨剧的，是脊髓灰质炎——俗称小儿麻痹症。这是由脊髓灰质炎病毒引发的严重危害人类健康的急性传染病。患者多为 1 至 6 岁儿童，感染后可在数小时内引起肢体不对称弛缓性麻痹并留下瘫痪后遗症，甚至死亡。这种病毒的潜伏期为 3～35 天。脊灰野病毒通过受污染的食物和水传播，通过口腔进入体内后，会在肠道大量滋生细菌，前期非常隐蔽，进而传播给其他的人。病毒由口腔进入消化系统，侵入血液、神经系统，然后开始攻击脊髓。初期症状包括发热、疲乏、头痛、呕吐、颈部僵硬以及四肢疼痛。每 200 例感染病例中会有 1 例出现不可逆转的瘫痪（通常是腿部）。在瘫痪病例中，5～10% 的患者因呼吸肌麻痹而死亡。历史学家欧尼尔（BillO’Neal）这样描述人们对于此病的恐惧：「大城市的居民无不畏惧夏天的到来，因为伴随而来的还会有脊髓灰质炎这一不速之客。脊髓灰质炎是美国人除了原子弹之外最害怕的东西。」直到现在，保罗也难以忘记 1952 年的那一天，此后人生彻底改变。那天，在外面玩耍的保罗突然感到身体不适，便立刻跑回家，尽管在母亲悉心的照顾下，但症状未见好转。保罗与他的铁肺图片来源：YouTube 接下来的 5 天时间内，他的身体功能迅速衰竭，无法站立、无法开口说话，到后来甚至出现无法呼吸的现象。父母紧急将他送往医院，得到的却是病危通知。为维持保罗的生命，医生只能放手一搏——为他实施了气管切开术，并将其装进了冰冷的「铁肺」里。在 20 世纪早期，哈佛公共卫生学院的工业卫生师 Philip Drinker 和 Louie Shaw 发明了一种称之为「铁肺」的呼吸装置，以治疗脊髓灰质炎引起的呼吸肌麻痹，从此开创了机械通气史上的新篇章。在那个医疗手段不足以治疗小儿麻痹症的年代，「铁肺」是唯一可以帮助这些孩子们维持生命的仪器。这个庞大的圆筒金属腔体能容下 7.5 英寸（约 2.3 米）的身躯。头部伸出腔体外进行气体的交换。而在金属腔体内，通过连接两个气泵调整内部的气压达到负压。于是躺在其中的病人在负压条件下，空气自发地进入气压较高的胸腔和肺部。这就在机器的辅助下实现了呼吸，该作用原理与人体生理呼吸特性相似。与之相对的，是现代主流使用的正压呼吸机，其原理与负压呼吸相反，是利用增加气道内压力的方法将空气送入肺内，肺内的压力增大使肺腔扩张。当压力失去后，由于肺腔组织的弹性，将肺恢复到原来的形状，而使经过交换的一部分空气呼出体外。正压通气时，在防止气道分泌物吸入和治疗 COPD 患者严重二氧化碳潴留方面显然有更多优越性。多数情况下，铁肺最多使用两周，患儿可以在这段时间内大部分或几乎完全康复并独立呼吸。但在病情严重的情况下，病毒侵犯神经系统引起不可逆的呼吸肌麻痹，病人便将失去呼吸的能力，侥幸活下来的那些，就只能靠长期使用铁肺来维持生命。在脊灰集中爆发的时期，病患接连不断地被送进医院，病房中整齐地摆放着一排又一排的大铁罐，每当夜幕降临，就只剩电机运转的吱吱声与病人的喘息声交织成一片。1928 年的铁肺专利设计图图片来源：SCIENCE MUSEUM 在 30 至 40 年代欧美脊髓灰质炎大流行时，铁肺、双人铁肺、胸甲式和带式等多个负压通气机大量应用于临床，尽管取得了一些效果，但其固有的缺陷暴露无遗：肺通气不足，肺不张多见；气道管理困难，气道分泌物难以排出；患者的躯体封闭在铁桶内，护理和贴身治疗有困难；不能应用于外科手术麻醉中；疗效极低，其治疗呼吸衰竭的总死亡率高达 80%，对战伤所致的急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的治疗未获成功。由于体积大、笨重、使用不便、难以对病人进行护理及治疗效果差等原因，负压呼吸机后来逐渐被正压通气机所取代。此后，呼吸机都改朝着正压呼吸模式发展，迄今全球所用呼吸机也几乎都为正压呼吸机。可能被人类消灭的第二个传染病在铁肺盛行的年代，大部分临床医生认为，脊灰的高致死率是病毒感染导致肾脏衰竭造成的。而麻醉医生 Bjorn Ibsen 分析死亡患者的病例和尸检结果后认为，导致死亡的首要原因是通气不足，他建议外科医生们放弃负压通气，切开患者气管实施正压通气治疗，并通过此方法成功将一位 14 岁濒临窒息的女孩（Vivi E）抢救成功。随后，医院招募了 200 余名医学院的学生，采用一种新的简易正压输气装置不间断地为患者的肺部输气。较之负压通气装置铁肺，这个新的「正压输气法」可以更方便地解决患者呼吸系统分泌物带来的干扰，更重要的是，患者的死亡率从最初的 80% 降到了 40%。正压通气技术重新受到重视，且效果优于负压通气。与负压呼吸机相比，「正压呼吸机」有许多优点。比如，它轻巧便捷，可以更好地满足新兴的 ICU 治疗需求；解除了束缚，患者不必再整天被禁锢在罐状体之中；也改善了患者的休息与睡眠，胸腔不再频繁受到外力的挤压与扩张；同时也提高了通气效率，对患者治疗和预后有益。有了正压呼吸机之后，铁肺被迅速遗忘，但铁肺一代却没有全部用上先进的正压呼吸机。在 2008 年的那场雷暴中，死于停电的奥德尔，就是由于长期生活在铁肺中导致脊椎变形，已无法脱离铁肺，去使用现代的呼吸机。「铁肺一代」也被遗忘了。图片来源：YouTube 令人振奋又遗憾的是，就在保罗患病后的几个月，美国的 Jonas Salk 医生便研发出了第一支小儿麻痹症的疫苗，注射脊灰病毒灭活疫苗（IPV）。一种利用毒性较强的脊灰野病毒毒株生产的灭活疫苗，其中的脊灰病毒被杀死而不具有生物活性，但仍可在受种者体内引发免疫反应。随后美国立即实施国家脊髓灰质炎免疫计划，效果立竿见影，1953 年到 1957 年间报告的病例数由 35000 例降到 5300 例。在疫苗发明 6 年后的 1961 年，全美只有 161 例小儿麻痹症病例。此后，阿尔波特·萨宾（Albert Sabin）于 1961 年推出改良版脊灰疫苗，口服脊灰减毒活疫苗（OPV），它所使用的是具有生物活性的脊灰病毒的减毒株，通称 Sabin 株。作为一种减毒株，与 IPV 相比，可以通过在受种者中建立肠道免疫，有效的阻断脊灰野病毒在人群中的传播，是实现消灭脊灰的重要手段。接种方式从注射改为口服，这是防疫的一大突破。口服疫苗出现后，美欧小儿麻痹症感染病例显著减少。2000 年，我国进入「无脊灰状态」，环境中已经彻底没有脊灰野病毒的流行。2011 年，新疆出现由巴勒斯坦输入的脊灰病例。通过紧急大规模的排摸和应急接种，2012 年，我国恢复「无脊灰状态」。到了 2013 年，全世界只剩下 416 例脊灰病例，继天花之后，这是第二个有望被人类消灭的传染病。最后的铁肺人在小儿麻痹症被消除的同时，随着现代呼吸机的发展以及气管插管和气管切开术的广泛使用，铁肺在 60 年代就停止生产，如今更是已经基本从现代医学中消失。随着时间的流逝，越来越多的维修工人对这个老旧的机器感到陌生，曾经的更换零件也越来越昂贵，甚至根本无法找到，一旦机器出现问题，几乎没有维修的办法。几十年前，铁肺的生产厂商 Respironics 开始逐渐停止维护铁肺。孩子们得以借助疫苗免除患病的风险，而以保罗为代表的这一代「铁肺人」，则不得不与这个日渐老化的大铁罐子相伴。随着年岁渐长，铁肺开始老化，但剩下的几位铁肺人也早已无法离开铁肺。保罗躺进铁肺已经 70 年。他在铁肺中重新学习呼吸、学习画画，甚至考上大学、成为了一名律师，身体好的时候，他能够短暂地离开铁肺出庭工作，而当他年老，他又回到铁肺中来。对他来说，铁肺已经成为了逐渐出现问题的身体的一部分。2015 年，不愿离开铁肺的保罗在油管上发布视频，向网友寻求帮助，找到了能够帮他维修铁肺的机械师。他躺在这个密封的铁罐子里，咬着塑料笔杆歪着头，一下一下地敲击着键盘，花了整整八年时间，写下了一本回忆录《狗的三分钟（three minutes for a dog，my life in an iron lung)》。图片来源：YouTube2021 年，美国国家公共广播电台采访了玛莎·利拉德（Martha Lillard），她可能是最后的两个美国使用者之一。如今零件磨损是她最主要的问题，「皮带需要几周更换一次，里面的床六个月更换一次，但我最迫切需要的是项圈。」项圈在颈部周围形成密封，每一只使用期为几个月。现在她只剩下几个项圈了，只能延长每个项圈的使用时间。「我真的很绝望，这是我生命中最可怕的事：我找不到做这个项圈的人。」玛莎说。2013 年，根据脊髓灰质炎世界卫生国际组织统计，全美还在使用铁肺的病人仅仅只有 6～8 人，到目前这个数字可能仅剩 2～3 人。到如今，地球上可能只剩下最后三个「铁肺人」。致谢：本文经疾控中心公共卫生副主任医师汪曦、贵州医科大学附属医院急诊科医师罗胜专业审核主要参考资料：1.中国疾病预防控制中心.脊髓灰质炎疫苗转换工作宣传沟通常见问题解答http://www.chinacdc.cn/jkzt/ymyjz/ymlbgd/201605/t20160503_129208.html2.丁香园.小儿麻痹症的拉锯战http://infect.dxy.cn/article/12656?keywords=%E8%84%8A%E9%AB%93%E7%81%B0%E8%B4%A8%E7%82%8E3.WHO.脊髓灰质炎https://www.who.int/zh/news-room/fact-sheets/detail/poliomyelitishttps://www.who.int/health-topics/poliomyelitis#tab=tab_14.Share America.美国是如何根除脊髓灰质炎的https://share.america.gov/zh-hans/how-america-beat-polio/5.BBC.疫苗：大规模接种如何击败几大致命传染病https://www.bbc.com/zhongwen/simp/science-552319496.全球消灭脊髓灰质炎前的脊髓灰质炎疫苗及其免疫接种：WHO立场文件https://www.who.int/immunization/documents/Polio_PP_slides_CH.pdf?ua=17.Stefan Riedel (2005) Edward Jenner and the History of Smallpox and Vaccination, Baylor University Medical Center Proceedings, 18:1, 21-25, DOI:10.1080/08998280.2005.11928028.8.丁香园.BBC：脊髓灰质炎的历史http://infect.dxy.cn/article/190329.Poliomyelitis: historical facts, epidemiology, and current challenges in eradication. 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