2000年8月16日至10月17日，塞内加尔和毛里塔尼亚以西10个岛屿群岛的佛得角报告了33起急性瘫痪病例，年龄从3个月到38岁不等，其中7人死亡（21％）。人们很快发现，这是一个脊髓灰质炎的暴发案例。如果这个暴发发生在1950年代，或许流行病的专家并不觉得奇怪，因为脊髓灰质炎在那个年代太普遍了。但是发生在2000年，却已经是非常罕见的公共卫生事件了。

1. 古老的疾病

事实上，人类在史前时期就已经知道了这个疾病，埃及的绘画和雕刻描绘了健康的四肢肌肉萎缩的人，以及年轻时带着拐杖走路的孩子。

图1-2  埃及的雕刻描绘了右脚肌肉萎缩带着拐杖走路的孩子

中医对该病的观察较为粗疏，大致属于“痿症”的范畴。痿症最早见于《黄帝内经﹒素问﹒痿论》，分为皮、脉、筋、骨、肉五痿。“痿者，四肢无力委弱，举动不能，若委弃不用之状”。古人观察到皮肤干燥菲薄、骨骼运动障碍、肌肉萎缩、肌腱挛缩、脊柱变形等症状。但是，对症状演变、顺序、易患人群、预后等观察非常简略，没有清晰的界线。“五痿”并不准确对应于小儿麻痹，而是包含了各种神经肌肉疾病，如多发性神经炎、周期性麻痹、运动神经元疾病、脊髓变性和压迫症、重症肌无力等等。

第一个临床描述是由英国医生迈克尔安德伍德在1789年提供的，他将脊髓灰质炎称为“下肢衰弱”。许多名称都描述了脊髓灰质炎的症状。在十九世纪早期，这种疾病被不同地称为：牙齿麻痹，婴儿脊柱麻痹，儿童原发性麻痹，退行性麻痹，前角脊髓炎，清晨麻痹等。

关于脊髓灰质炎的第一份医学报告是由Jakob Heine于1840年提出的；他把这种疾病叫做“下肢瘫痪”。Karl Oskar Medin是1890年第一个凭经验研究脊髓灰质炎流行病的人。这项工作以及Heine先前的分类导致该疾病被称为Heine-Medin疾病。该疾病后来被称为婴儿瘫痪，基于其影响儿童的倾向。

多个脊髓灰质炎病例的第一份报告于1843年发表，描述了路易斯安那州1841年暴发的疫情。该次疫情距离下一次暴发相差了整整50年。1893年在波士顿发生了26起案件。第一次公认的美国脊髓灰质炎流行于次年在佛蒙特州发生，共有132例（18例死亡），其中包括几例成人病例。全国各地开始出现大量不同程度的流行病；到1907年，纽约市报告了大约2，500例脊髓灰质炎病例。

中国对此病有明确辨识大约要到清末以后，有准确流行病学数据则远在解放后。相比较而言，西医化较早而彻底的近邻日本对此病的统计可以追溯到1890年，当时每年约10例，至1950年代达到高峰，每年2414-2870例。

2. 从病理学到病原学

自维萨里的解剖学，尤其是莫干尼的病理解剖学以后，坚信疾病都有基于“病灶”解剖异常的基础。肌肉的麻痹是表象，它并不是因为肌肉本身的结构出了问题。1840年，Heine首次描述本病时就猜测，它是脊髓损伤而导致的，他在《脊髓性小儿麻痹》一书中记录了150个病例。26年后的1866年，法国病理学家Prevost证实了Heine的猜测，他观察到了脊髓灰质炎特征性的病理解剖改变：脊髓前角细胞损伤。之后，更多杰出病理学家和更高级观察工具电子显微镜的加入，脊灰的病理本质被彻底揭示。

小儿麻痹的典型症状可以用神经解剖学来进行严谨解释。比如，其特征症状为肢体非对称性迟缓性麻痹。麻痹造成的瘫痪有两种情况：一种是中枢性瘫痪，又叫上运动神经元瘫痪。“迟缓性瘫痪”则相反，它是下运动神经元的瘫痪，表现为肌肉无力，肌张力减弱、腱反射减弱或消失、肌肉萎缩，又叫“软瘫”。脊髓灰质炎属于这种“软瘫”。神经元就是神经细胞，胞体集中在灰质，胞体上伸出的长长的枝蔓叫树突和轴突，它们集成束形成白质。脊髓里的灰质与大脑里的相反，位于中间，横断面上呈现漂亮的蝴蝶型。蝴蝶的两个前角就是运动神经元集中的地方。若一个前角病变，出现非对称的肢体瘫痪；两个前角一齐病变，就会出现对称性的瘫痪，即截瘫。不同水平面的前角病变产生不同节段的瘫痪。如颈髓5前角细胞病变引起三角肌瘫痪和萎缩；颈髓8～胸髓1病变引起手部小肌肉瘫痪和萎缩；腰髓3病变股四头肌萎缩无力等等。

以上的推理建立在坚实的病理解剖基础之上，又可以动物实验获得证明，铁案如山，令人信服。中医对小儿麻痹的病理病机解释，主要基于臆想，没有解剖学的基础。比如，《内经》把五痿主要归于“肺热叶焦”，完全是想当然的。

现代医学当然不会止于病灶的解剖和病理的变化，更重要的是要搞清楚病因。十九世纪是细菌学说一统天下的时代，几乎所有疫病的病因都被发现是某一种细菌。到十九世纪末，科学家们开始注意到，有一种比细菌更小的微生物，它们可以透过细菌无法滤过的Chamberland氏烛形滤器，并且具有传染性。二十世纪初，英国细菌学家Frederick Twort发现了可以感染细菌的病毒、噬菌体，由此揭开现代病毒学的序幕。之后，1931年，电子显微镜发明，人类看到了真真切切的病毒，其分子结构逐步被解密。二十世纪上半叶是病毒学的黄金时代，病毒导致的传染病纷纷被破译。1909年，“血型之父”Landsteiner通过把小儿麻痹死者骨髓碾碎注射到猴子体内进行实验，和S.Flexner以及P.A.Lewis两位科学家分别独立发现了脊髓灰质炎病毒。脊髓灰质炎病毒发现之后，面临三个问题：这个病毒有多少个类型？怎样培养得到大量的病毒，以制成疫苗？病毒在人体内作用的路线图？

为解决第一个问题，美国国家脊髓灰质炎基金会启动“病毒归类项目”。这一项目花了3年时间，做了大量动物实验，光猴子就牺牲了17000只，最后搞清楚了测试的196种脊髓灰质炎病毒株分为三型：I型病毒（叫“布伦希尔德”，纪念一只实验黑猩猩）占82%，II型病毒（叫“兰辛”，纪念一位病人）10%，III型病毒（叫“里昂”，纪念一位死于脊灰的小男孩）8%。

1948年，波士顿儿童医院的J.F.Enders（1987-1985）和两位年轻的儿科医生T.H. Weller和F.C.Robbins在体外非神经组织上的培养和繁殖脊髓灰质炎病毒获得成功，这为大规模制备病毒和制作疫苗提供了保障。早在1907年，罗斯•哈里森（Ross Harrison）就提出了“组织培养”的概念，即在体外培养活的组织细胞。这个伟大的发现被极誉为“西方医学史上最重要的十大发现之一”，为人类破译传染病奥秘和疫苗制作等提供了强大的武器。但脊灰病毒被认为只能在神经组织中培养，为了培养足够的病毒，必须杀死无数的猴子。Enders三人经过无数次实验，他们在培养基中加入青霉素以防止细菌污染，通过逐步递减的办法，定期更换培养基质，分别在皮肤、肌肉和肾组织中成功培养繁殖了三个型的脊灰病毒。三人因此获得1954年诺奖。

图1-3  Enders在1954年获得诺贝尔奖，并在1961年获得时代杂志的年度人物称号

关于脊灰病毒，还有无数病毒学家的故事。最终彻底搞清楚了这个病毒的大小、形态、化学组成、物理性质、型别、繁殖、生物学特性、提纯和培养技术等等。这是一种微小核糖核酸（RNA）病毒科的肠道病毒，直径20-30nm，呈立体对称12面体。有三个血清型，总的核苷酸数目为7500个左右。

关于脊灰病毒在人体内的传播路径，最早的权威观点是经由鼻腔直接进入神经系统。若是如此，病毒就绕开了血液系统，疫苗无用武之地。约翰﹒霍普金斯的科学家通过切除黑猩猩的嗅觉神经，经口喂食脊灰病毒，使黑猩猩获得脊髓灰质炎。另一个解剖学实验中证明脊灰患者的消化道里有大量病毒，而鼻腔里很少。这证明了脊灰病毒是经口传染的，过消化道，再通过血液系统播散全身，最后才透过血脑屏障侵入中枢神经系统。因此，理论上可以在病毒到达神经系统之前用疫苗产生的抗体阻断它。

3. 疫苗改变了世界

1950年，匹兹堡大学的William Hammon从脊髓灰质炎幸存者的血液中分离出含有脊髓灰质炎病毒抗体的血清。Hammon认为，血清可以预防脊髓灰质炎的传播并降低脊髓灰质炎患者的疾病严重程度。

在1951年9月至1952年7月期间，有近55，000名儿童参与了抗脊髓灰质炎血清的临床试验。试验结果很有希望；血清显示约80％有效预防麻痹性脊髓灰质炎的发展，并且如果在严格控制的情况下给予保护，则持续5周。此外，血清还可降低脊髓灰质炎患者的疾病严重程度。

大规模使用抗体血清预防和治疗脊髓灰质炎有许多缺点，但包括观察到血清提供的免疫力不会持续很长时间，并且抗体提供的保护作用不完全，重新注射在每次疫情暴发期间都需要，并且管理的最佳时间范围是未知的。抗体血清被广泛使用，但获得血清是一个昂贵且耗时的过程，医学界的焦点很快转向开发脊髓灰质炎疫苗。

世界各地使用两种疫苗来对抗脊髓灰质炎，分别是灭活疫苗和减毒活疫苗。第一种是由乔纳斯·沙克（Jonas Salk，1914～1995）开发的，于1952年首次测试，并于1955年4月12日由Salk向世界宣布。沙克疫苗或灭活脊髓灰质炎病毒疫苗（IPV）由注射剂量的灭活脊髓灰质炎病毒组成。1954年，疫苗接受了预防脊髓灰质炎的能力测试；涉及沙克疫苗的临床试验成为历史上最大的医学实验。在获得许可后，立即启动了疫苗接种运动，到1957年，在March of Dimes推动的大规模免疫接种后，美国每年的脊髓灰质炎病例数量从近58，000例的高峰减少到5，600例。

图1-4  涉及Salk疫苗的临床试验成为历史上最大的医学实验

然而，沙克疫苗并没有彻底解决问题。广泛接种沙克疫苗之前，美国每年有21000例脊灰；之后，迅速降到5000多例就不再下降了。分析其原因，主要是因为灭活疫苗的Ⅰ、Ⅲ型的免疫原性（刺激引起免疫应答的性能）较弱，而流行的主要是Ⅰ型；一年内注射三、四次的方法不利于大规模接种。

如何克服沙克疫苗的弱点？用口服代替注射，用活疫苗代替灭活疫苗，这是在一开始就存在的学术分歧。而活疫苗最大的担忧是安全问题，即活疫苗的毒力本身也可能制造和传播疾病。他们用动物进行病毒传代，以不断减轻其毒力，而保留免疫原性。其中，代表人物是阿尔伯特·沙宾（Albert Bruce Sabin，1906-1993），他制定了判断减毒活疫苗安全性的五条标准：（1）大量病毒注射到低级猴和猩猩的脑内不引起麻痹，注射到脊髓前角内仅个别低级猴引起麻痹；（2）口服后在肠道内旺盛繁殖；（3）口服后不引起病毒血症；（4）产生程度不等的中和抗体；（5）减毒株肠道繁殖后不恢复原有嗜神经性。因为这第一条，沙宾在1953-1956年间，用了9000只猴子（爪哇猴、恒河猴）、150只猩猩和133名志愿者来做实验。，他终于成功研制出完全不同的脊灰疫苗。这个疫苗更便宜，更方便，不需要注射，可做成糖丸吃，唯一的缺陷是有240万分之一的概率可以导致人造的麻痹型脊髓灰质炎（这个概率如此之低，可以忽略不计）。萨宾疫苗的人体试验于1957年开始，并于1962年获得许可。

发达国家如前面提到的冰岛、日本和美国分别于1971年、1977年、1980年消灭了脊灰。1988年，世界卫生组织在全球开展消灭脊髓灰质炎行动（全覆盖接种沙克疫苗和沙宾疫苗）时，全球每年有35万多人因脊灰瘫痪，在这些瘫痪者中，有5%~10%的人因呼吸肌麻痹而死亡。至2015年，病例减少了99%以上，只剩下阿富汗和巴基斯坦有74例报告。1988年以来，至少使1500多万人免于瘫痪。三株野生脊灰病毒中，2型和3型2012年后再无报告病例。世卫组织的目标是彻底消灭脊髓灰质炎，这将成为继天花之后第二个被消灭的传染病。

中国历史上一直有脊髓灰质炎流行，自上世纪50年代起就有疫情定期出现的记录。我国著名医学科学家、病毒学专家顾方舟对脊髓灰质炎的预防及控制的研究长达42年，是中国组织培养口服活疫苗开拓者之一，被称为“中国脊髓灰质炎疫苗”之父。顾方舟从事“脊髓灰质炎”减毒活疫苗研究，建立了其病毒的分离与定型方法，主持制定了中国第一部“脊灰活疫苗制造及检定规程”，指导了中国后来20多年数十亿份疫苗的生产与鉴定。上世纪七十年代，每年脊髓灰质炎新发还高达1万多例。1965年开始使用口服减毒疫苗，1988年加入世卫组织的全球行动，2000年宣布消灭脊髓灰质炎，持续至今。追根溯源，顾方舟居功至伟，可谓中国的沙宾。

图1-5  顾方舟 范瑞婷 著《一生一事：顾方舟口述史》

4. 治疗的后世影响

在此期间，广泛使用手术治疗，如神经移植、肌腱延长、肌腱转移、肢体延长和缩短。患有残余麻痹的患者使用牙箍进行治疗，并教导在卡钳，拐杖和轮椅的帮助下补偿失去的功能。使用诸如刚性支架和身体模型之类的装置，由于使用者的有限运动而倾向于引起肌肉萎缩，也被吹捧为有效的治疗方法。按摩和被动运动也被用于治疗脊髓灰质炎受害者。

大多数这些治疗方法被证明具有很小的治疗价值，但是在这几十年中确实出现了几种治疗脊髓灰质炎的有效支持措施，包括铁肺、抗脊髓灰质炎抗体血清和伊丽莎白肯尼姐妹开发的治疗方案。但脊髓灰质炎的治疗，催生了重症医学和康复医学的诞生。

旨在帮助最严重脊髓灰质炎患者的呼吸中心，最初由丹麦麻醉师易卜生于1952年在哥本哈根布拉格达医院成立，是重症监护病房（ICU）的先驱（一年后，易卜生在世界上建立了第一个专门的ICU）。但呼吸机的前身是“铁肺”，一种改善脊髓灰质炎呼吸肌麻痹患者的装置。

第一种铁肺是由Philip Drinker，Louis Agassiz Shaw和哈佛大学的James Wilson发明的，并于1928年10月12日在波士顿儿童医院进行了测试。最初的Drinker铁肺由连接到两个真空吸尘器的电动机提供动力，并通过改变机器内部的压力来工作。当压力降低时，胸腔扩张，试图填充该部分真空。当压力升高时，胸腔收缩。这种扩张和收缩模仿正常呼吸的生理学。

图1-6  由于胸部肌肉瘫痪，许多脊髓灰质炎患者无法自行呼吸，采用铁肺调节气压，改善患者呼吸。

随后使用直接连接到机器上的波纹管改进了铁肺的设计，John Haven Emerson改进了设计，使生产成本更低。Emerson铁肺生产至1970年。使用其他呼吸辅助设备，如Bragg-Paul Pulsator，以及呼吸困难较轻的患者的“摇床”。

在脊髓灰质炎流行期间，铁肺挽救了数千人的生命，但机器庞大，笨重且非常昂贵。运行机器的成本也令人望而却步，因为患者被困在金属腔室中数月，数年甚至终身：即使使用铁肺，延髓脊髓灰质炎患者的死亡率也超过90％。

图1-7  在疫情高峰期，一排排铁肺呼吸机充满了病房

这些缺点导致了更现代的正压呼吸机的发展以及通过气管造口术使用正压通气。正压通气机将延髓患者的死亡率从90％降低至20％。在1952年的哥本哈根流行病中，由于大量脊髓灰质炎患者和可用的呼吸机数量较少，大量患者由医学生和其他任何人手工进行通气。

脊髓灰质炎幸存者是个巨大的群体，1977年，美国有254，000人因脊髓灰质炎而瘫痪。根据医生和当地脊髓灰质炎支持小组的统计，德国有大约40，000名不同程度瘫痪的脊髓灰质炎幸存者，日本有3万人，法国有24，000人，澳大利亚有16，000人，加拿大有12，000人，英国有12，000人。许多著名人士在脊髓灰质炎中幸存下来，并常常将与脊髓灰质炎相关的长期不动和残余麻痹视为其生活和职业的推动力。

瘫痪肌肉的早期管理实践强调需要休息受影响的肌肉，并建议夹板的应用可以防止肌肉，肌腱，韧带或皮肤收紧，从而阻止正常运动。许多瘫痪的脊髓灰质炎患者一次躺在石膏身体模型中数月。这种长时间的铸造经常导致受影响和未受影响的肌肉萎缩。

1940年，来自昆士兰州的澳大利亚丛林护士伊丽莎白肯尼姐妹抵达北美，并对这种治疗方法提出了挑战。在1928年至1940年间在澳大利亚农村地区治疗小儿麻痹症病例时，肯尼开发了一种物理疗法，而不是固定受折磨的肢体，旨在通过使用热的湿润包来缓解脊髓灰质炎患者的疼痛和痉挛，以缓解肌肉痉挛和早期活动和运动，以最大限度地增加未受影响的肌肉纤维的强度，并促进神经塑料招募尚未被病毒杀死的剩余神经细胞。肯尼姐妹后来在明尼苏达定居，在那里她建立了肯尼姐妹康复研究所，开始了世界范围的运动，倡导她的治疗体系。慢慢地，肯尼的想法获得了接受，到20世纪中叶已成为治疗麻痹性脊髓灰质炎的标志。与抗痉挛药物联合使用可减少肌肉收缩，Kenny的疗法仍用于治疗麻痹性脊髓灰质炎。