人类历史上第一个肝癌疫苗——乙肝疫苗
2017年4月21日，世界卫生组织4月21日发布的《2017年全球肝炎报告》显示，全球约有3.25亿人感染慢性乙肝病毒或丙肝病毒。2.57亿人染有乙肝病毒，7100万人染有丙肝病毒。这些病毒感染者中的绝大多数人无法获得可拯救生命的检测和治疗。因此，数百万人面临着发展到慢性肝病、癌症和死亡的风险。
图1.慢性肝炎发展过程 图片来源于网络
乙肝是我国社会负担最大的疾病之一。目前，我国约有1亿左右的人群为乙肝病毒携带者，约占我国总人口数的8%-10%，慢性乙肝患者(肝脏已出现炎性病变)约2000万人。
乙肝病毒的传染性非常强，其可通过血液、唾液等途径传播，传染性是艾滋病毒的100倍，这是我国为乙肝患病大国的主要原因。同时，乙肝病毒对患者的危害很大。患者感染乙肝病毒后，短期内对身体健康并不会造成很大的损害，而发病时，往往已发展成慢性乙肝，治疗困难，且预后较差。
近年来，随着新生儿乙肝疫苗接种率的提高，我国儿童乙肝患病率明显下降。1992年1月1日， 我国开始实施新生儿接种乙肝疫苗政策(但疫苗接种需自费)。2002年1月1日，我国将乙型肝炎疫苗纳入计划免疫。2005年6月1日，新生儿乙肝疫苗完全免费。根据2015年卫生统计年鉴数据，自我国儿童接种乙型肝炎疫苗以后，病毒性肝炎发病率从1982年的8%-15%降低至2015年的1%以下。
事实上，我国乙肝患病的形势依然严峻。对于20-59岁人群，由于其乙肝疫苗普种率低，病毒携带者数量很高。根据《2015 年中国卫生和计划生育统计年鉴》数据，我国乙肝的携带者人数的统计， 在2012年和2013年呈升高的趋势。随着我国医疗保障体系的不断完善，越来越多原本隐匿存在的乙肝患者被陆续检测发现。
危害人群如此庞大的乙肝病毒，人类发现并对其有足够认识的时间也不长，研发出相应的疫苗进行预防，以及相应的药物进行治疗的时间也就较短了。下文就主要介绍下人类对乙肝病毒的研究及相应疫苗的研发情况。
乙肝病毒的发现
图2.乙肝病毒结构 图片来源于网络
在NIH工作的巴鲁克•布隆伯格(Baruch Samuel Blumberg)内心一直有个疑问—为什么有些人易患某种疾病，为了研究具有遗传变异性的血液蛋白成分，开始从世界各地收集血液样本。1965年，在一位澳大利亚土著居民的血液中发现了抗原性物质Aa(澳大利亚抗原)(后改称HBsAg，即乙型肝炎表面抗原)。使得乙肝疫苗的研制成为可能，他因此共享了1976年诺贝尔生理学和医学奖。
1970年：伦敦Middlesex医院的D.S Dane用电子显微镜发现了Aa阳性患者血样中的乙肝病毒颗粒。电子显微镜下患者血中HBV的双层壳病毒颗粒。该病毒的最外层膜为乙肝病毒表面抗原(HbsAg)，也是乙肝疫苗的基本成分(疾病控制的中心环节)，20世纪80年代末完成了乙肝病毒的基因测序。
布隆伯格不是病毒学家，他发现白血病病人的血液中澳大利亚抗原很普遍，又发现唐氏综合症病人也有这种抗原，但他还是不知道这种抗原到底属于哪个病毒。纽约输血中心的病毒学家艾尔弗雷德•普瑞斯一直在病人输血前和输血后采取血样，1968年他发现一位病人患肝炎，输血前的血样没有澳大利亚抗原，输血后的血样里面就有了，因此断定这种抗原和乙型肝炎病毒有关。
纽约大学医学院儿科系主任索尔•克鲁曼得知了布隆伯格和普瑞斯的发现后，从一位乙肝病人身上采了血液，等血液凝固后，将血清取出，注射给纽约威洛布鲁克学校的25名弱智儿童，结果24名儿童得了肝炎，其中一位儿童成为慢性感染者。克鲁曼因此做出结论，病人的血清具有高度感染性。
接下来，克鲁曼用水将血清稀释，加热1分钟，然后给弱智儿童注射，有人注射了两剂，有人注射了一剂，再给他们注射病人的血清，这一次注射了两剂的孩子没有一个孩子生病，注射了一剂的孩子有一半没有生病。克鲁曼为此很激动，因为他只是把血清稀释后加热一下，就做成疫苗了。
但是，克鲁曼没有料到，他这样做是要受到道德的谴责的。1967年1月10日，纽约州参议员西摩亚•泰勒提出严重的抗议，威洛布鲁克学校的校长杰克•哈曼德则认为这样做是对的，因为肝炎是威洛布鲁克学校的大问题，纽约州的卫生部门支持哈曼德，指出由于克鲁曼的成果，肝炎已经从威洛布鲁克学校消失了。
泰勒提案禁止在儿童身上做医学实验，这个提案没有被纽约州议会通过，但泰勒的行动引起了媒体和公众的注意。克鲁曼的实验证明了有甲肝和乙肝两种肝炎，而且澳大利亚抗原可以被用为疫苗，他因此获得很多奖项并被选入国家科学院。但那些因为他在弱智儿童身上进行的不道德的实验而愤怒的人们及那些儿童的家长在他的余生中一直跟随着他到处抗议。
克鲁曼清楚地意识到自己的东西不是疫苗，他只是证明澳大利亚抗原的抗体对乙肝病毒感染有免疫力，乙肝疫苗要靠疫苗专家去完成。
乙肝疫苗的研制
默克公司的莫里斯•希勒曼从20世纪70年代末期开始研制乙肝疫苗，他的难题是怎样获得病毒。乙肝病毒感染肝细胞的关键是其表面蛋白和肝细胞结合，人体免疫系统产生的抗体会阻止这种结合，使得乙肝病毒不能感染肝细胞。乙肝病毒的对抗策略是产生大量的表面抗原，使得免疫系统产生的抗体无法完全阻断它们和肝细胞的结合，以量取胜，因此在感染者的血液中有多达5×1017个病毒表面抗原。
希勒曼从乙肝的高危人群同性恋和吸毒者那里收集来大量的血液，希望从中纯化出澳大利亚抗原来。这是个看起来是不可能完成的任务，因为人的血液中有各种各样的成份，这些乙肝感染者的血液中除了澳大利亚抗原外，还有大量的活乙肝病毒，以及很多未知的东西，包括几年后才被发现的艾滋病毒。
希勒曼用三种不同的化合物来处理血清，先用胃蛋白酶分解血液中的蛋白，但不分解澳大利亚抗原。经过试验，发现胃蛋白酶使得血液中的感染性乙肝病毒颗粒只剩下1%。他接着用尿素来分解朊蛋白。20世纪50年代，研究人员发现是朊蛋白导致苦鲁病，后来又发现其他疾病包括疯牛病也是朊蛋白引起的，这类感染物被称为朊病毒，希勒曼生怕血液中有这样的东西。尿素处理后，他用福尔马林处理，福尔马林可以彻底地灭活很多病毒包括乙肝病毒。这三种办法每一种都可以将乙肝病毒的感染性降低到1%，合并起来是千万亿分之一。
但希勒曼不知道血液中的其他感染性成分是否也被灭活了，他对已知的病毒进行检测，发现都被完全灭活了。证明了乙肝病毒的抗原非常稳定，很难被灭活。之后他经过一系列的过滤，奇迹般地获得了纯化的乙肝病毒抗原。
几年后，艾滋病毒的检测方法成熟了，用这些检测方法在希勒曼的乙肝疫苗中没有发现活的艾滋病毒，这都得益于希勒曼的小心谨慎，使用了额外的步骤对血样品进行灭活处理。
希勒曼的疫苗是第一个用人血液制备出来的疫苗，尽管他认为很安全，但FDA不批准进行临床试验。原因是脊髓灰质炎疫苗的发明者沙宾表示强烈反对，如果这个疫苗被告上法庭，沙宾将作为对方的证人，而且连自己的表弟克鲁曼一道告了。
希勒曼只好在默克公司内部找志愿者，他不在实验室人员中找志愿者，因为如果发生意外，疫苗生产就会受影响。他找到公司的中层管理人员，说服他们来做志愿者。疫苗接种后几个月，这些志愿者听说有可能因此而感染艾滋病，陷入巨大的恐慌中，希勒曼把他们召集在一间会议室里，让他们放心，灭活的方法能有效地杀死病毒，不会得艾滋病的。
在这段时间内，希勒曼对他的团队要求非常严厉，每周工作七天，如果谁因为度周末而耽误了试验，后果是被开除。他按军事化管理实验室，对于乙肝疫苗的生产则要求能够完全控制，要一丝不苟地按他的灭活程序生产，不能出任何意外。
1980年8月15日，希勒曼发现生产部门有人为了提高疫苗的产量而稍稍改动了他的灭活程序。因为没有办法检测是否存在微量的活的乙肝病毒，所以改变程序后生产的乙肝疫苗就不能保证安全，这样接种的孩子们就会有危险。他把生产车间的人叫到一间没有空调的小会议室里，用一连串脏字表达了自己的态度，生产程序不能改动。不少没有遵照他的要求工作的员工被他炒了鱿鱼。
希勒曼给包括克鲁曼、克鲁曼的妻子和九名默克公司高级主管在内的志愿者接种了乙肝疫苗，之后在没有感染过乙肝病毒的一千名同性恋者中进行试验，证明接种疫苗后比不接种疫苗少75%患肝炎的机会。
1981年，饱经磨难的乙肝疫苗终于获得FDA的上市批准，医学界对这种疫苗的态度一直很谨慎，尽管这种疫苗属于最安全的疫苗之一，但由于疫苗是用人的血液来制备的，人们还是对它的安全性表示怀疑。当然，这也是人类历史上第一种商业化的乙肝疫苗，也是人类对抗乙肝的一次革命性突破。但是，有限的来源和高昂的价格，使其难以在大众中普及。
革命性地变革了乙肝疫苗制备工艺的是转基因技术，人类设法分离出了乙肝病毒表达抗原的基因，并将其转移到了酵母菌中，使得酵母菌可以合成乙肝抗原。酵母菌很容易大量繁殖，这一技术最终解决了疫苗原料的来源问题，使得疫苗大规模生产成为可能。
1986年，转基因酵母乙肝疫苗获得FDA的上市批准。此后，同样利用转基因技术，人类将乙肝病毒抗原基因转移到其他生物细胞中，获得了多种乙肝疫苗的生产技术。
1994年，乙肝疫苗生产技术被引进中国。1997年，利用酵母菌的转基因乙肝疫苗被正式批准生产。被乙肝大国帽子困扰多年的中国终于获得了向乙肝宣战的有力武器。此后，中国投入大量资金，开始大规模免费接种和补种乙肝疫苗，并取得了举世瞩目的巨大成功。1987年，中国5岁以下儿童的乙肝感染率为10.1%，到2006年，这一数字被降到1%以下，超过2亿儿童得到乙肝疫苗的保护。
乙肝疫苗的类型
血源性乙肝疫苗是采用乙肝表面抗原携带者的血清或血浆作为原料，经过化学浓缩，提纯其中的表面抗原，而制成的乙肝疫苗。乙肝表面抗原携带者由于已感染乙肝病毒，在此情况下，再抽取其血浆作为乙肝疫苗原料，对携带者的身体健康有损害，疫苗的生产受到乙肝病毒表面抗原携带者血浆来源和质量限制，无法大规模稳定生产，在表面抗原阳性血浆的采集、运输和加工过程中存在着引发血源性传染病的可能，在血源乙肝疫苗的生产过程中，虽然采用三步灭活工艺，但是三步灭活不足以将血源中所有已知和未知的潜在致病因子全部灭活，难以最大限度地保证血源乙肝疫苗受种者绝对安全。这种疫苗现在已停止使用。
基因工程疫苗是一种乙肝表面抗原(HbsAg)亚单位疫苗，它系采用现代生物技术将乙肝病毒表达表面抗原的基因进行质粒构建，克隆进入啤酒酵母菌中，通过培养这种重组酵母菌来表达乙肝表面抗原亚单位。这种乙肝表面抗原亚单位具有原料易得、产量大、安全、高效等特点。美国默克公司研究的此产品最早获得美国FDA批准。国内生产此产品的技术均从其引进。
乙肝疫苗的市场
目前，全球约有20家企业被世界卫生组织认定为疫苗生产商，然而疫苗市场实际上被4家跨国企业所垄断，分别为原史克必成公司(SKB)、巴斯德梅里公司(Pasteur Merieux, PMSV)、默克公司(MSD)和立达公司(Lederle)，这4家公司掌握着全球约四分之三的疫苗市场。
而国内市场产销平衡少波澜。我国是从默克公司引进的酵母基因工程乙肝疫苗，共有两条生成线，一条在北京天坛生物(北京生物技术研究所)，另一条是在深圳康泰公司。自1995年建成生产后，北京天坛生物年生产能力约为6000万支，上海生物技术研究所从史克必成公司进口酵母基因工程乙肝疫苗自行包装，估计年产量为2000万支左右。
另外一种是1991年中国预防医学科学院病毒研究所联合长春生物技术研究所等单位研制成功中国仓鼠卵巢细胞(CHO)表达的基因工程疫苗，已经有长春生物技术研究所、华北制药集团、北京华尔盾公司、兰州生物技术研究所、武汉生物技术研究所和成都生物技术研究所获得生成批文，这6家合计年产量约200-600万支。从目前国内从事生产CHO细胞乙肝疫苗的6家生产单位中，华北制药的生产技术水平处于绝对领先地位。该企业乙肝疫苗年产量居国内第3。
结语
乙型肝炎是我国乃至全球面临的主要疾病之一，目前乙肝疫苗是很好的从源头上阻止慢性乙型肝炎发展为肝癌的有效手段。而对于罹患乙型肝炎的患者，仍没有可以治愈的药物，只有使用有限的抗HBV药物，最大限度地抑制HBV复制，减少疾病的进展。可喜的是现在已经有大批医药公司、高校等研究机构加入到乙肝药物的研发行列中，深信在不远的将来，我们会有足够的弹药去抗击乙肝！治愈乙肝!
