到 2010 年夏末，加利福尼亞州患百日咳（又稱頓咳）的兒童人數驚人，是 2009 年上半年的五倍。大衛·維特 (David Witt) 是凱撒醫療機構聖拉斐爾醫療中心的一名內科醫生和傳染病專家，他護理了一些患病兒童。他的診所位於馬林縣的中心地帶，馬林縣是舊金山北部著名的反主流文化地區。起初，他認為疫情爆發是家長拒絕為孩子接種疫苗造成的。然而，隨著發病率逐月持續攀升——不僅在北加州，而且在整個州——維特開始懷疑是否還有其他原因。
維特與他的大學生兒子麥克斯韋爾和兒科醫生同事保羅·卡茨合作，檢索了 132 名 18 歲以下凱撒醫療機構患者的記錄，這些患者在 2010 年 3 月至 10 月期間百日咳檢測呈陽性。
維特說：“大多數病例發生在 8 歲至 12 歲的完全接種疫苗的兒童中。“這完全出乎意料。”
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正如維特的小型研究發現的那樣，以及後來的大型研究也證實了這一點，疫苗提供的保護作用（過去二十年來一直在使用）消退速度遠快於公共衛生規劃者的預期。2011 年至 2012 年間，21 個州的百日咳發病率至少增加了兩倍。雖然其中一些病例發生在從未接種過疫苗的兒童中，但大多數受影響的兒童實際上都接種過疫苗；這些疫苗只是未能為他們提供長期保護。
現在，衛生部門正在爭先恐後地制定新的策略來保護兒童。沒有簡單的解決方案。沒有人正在開發更好的疫苗來取代目前的疫苗。試圖建議額外注射疫苗會引發多年的公共衛生辯論，而且尚不清楚額外劑量的疫苗是否會起作用。即使討論這個問題也會引起不安：由於反疫苗情緒和疫苗拒絕率處於歷史最高水平，沒有人願意貶低公共衛生的重要工具之一。
不良反應
在 20 世紀 40 年代疫苗問世之前，許多父母親身體會到百日咳是一種可怕的疾病。引起百日咳的細菌——百日咳博德特氏菌，產生一種毒素，會損害覆蓋肺內壁的微小纖毛，阻止它們清除氣道中的粘液和微生物入侵者。在無法控制的劇烈咳嗽之後——有些咳嗽劇烈到足以引起癲癇發作和腦損傷——兒童會喘息和喘不過氣來，這種疾病也因此得名。在疫苗前時代，美國每年有多達 20 萬兒童患上百日咳，約 8,000 人死亡。新疫苗將百日咳的發病率從每 10 萬人中約 157 例降至 10 萬分之一。
然而，這一成功是有代價的。研究人員用死亡的百日咳細菌製造了最初的百日咳疫苗，這些細菌無法繁殖，但保留了許多微生物蛋白，免疫細胞可以透過這些蛋白識別和攻擊百日咳博德特氏菌，從而預防疾病。不幸的是，這些全細胞製劑還包含其他分子成分，可能會引起不良的免疫系統反應，例如注射部位附近的腫脹，以及在極少數情況下，可能危險地使大腦發炎的高燒。“在早期，人們並沒有太關注這些反應，因為在疫苗出現之前，死亡率一直非常驚人，”加州大學洛杉磯分校大衛格芬醫學院的長期兒科教授和疫苗研究員詹姆斯·切裡說。
然而，在接下來的幾十年裡，人們對疫苗副作用的擔憂日益加劇。在 20 世紀 70 年代，瑞典和日本完全停止使用該疫苗。英國政府於 1981 年釋出的一項研究得出結論，該疫苗每 31 萬劑就會導致一次永久性腦損傷（這一結果後來受到質疑）。1982 年，美國全國廣播公司 (NBC) 播出了一檔批評該疫苗的節目，導致公眾輿論反對該疫苗，並由此引發了美國的反疫苗運動。
美國和其他國家開始全行業努力尋找更好的疫苗，重點是使用少量純化細菌蛋白來建立免疫力，而不是使用全細胞的“無細胞”配方，從而降低炎症反應的風險。研究人員將新的百日咳疫苗與破傷風和白喉疫苗結合在一起。DTaP，即其名稱，於 1992 年在醫生診所投入使用。在美國，兒童在 2 個月、4 個月和 6 個月大時接種；在 15 個月至 18 個月大時接種一次；在 4 歲至 6 歲之間，即入學前再接種一次。
從一開始，公共衛生部門就瞭解到，無細胞疫苗提供的免疫力可能比有問題的全細胞疫苗更短暫。因此，在 2005 年，他們在免疫方案中增加了一次加強針，以保證兒童在整個青春期都能受到保護。官員們確定加強針對於 11 歲至 12 歲的兒童最有效，但也批准將其用於任何成人，最終包括孕婦。
保護失敗
在加利福尼亞州 2010 年的百日咳爆發後，2012 年威斯康星州、佛蒙特州和華盛頓州等其他州也爆發了疫情。對患病人群的分析每次都揭示了相同的模式。疾病控制與預防中心的醫生和百日咳專家湯姆·克拉克將其描述為“引人注目的階梯式外觀，逐年上升：六歲、七歲、八歲、九歲、十歲。如果你回顧幾年前[使用全細胞疫苗時]，就不會出現這種階梯式外觀。”
階梯式外觀表明，兒童上次接種百日咳疫苗的時間越久，接觸細菌後患百日咳的可能性就越大。這些兒童中的許多人年齡太小，尚未接種加強針，因此研究人員希望，一旦兒童接種了額外的疫苗，這種無法預測的脆弱性就會消失。來自華盛頓州疫情的新資料打破了這種希望：即使 13 歲和 14 歲的兒童接種了加強針，他們仍然會感染百日咳。其他研究表明，該疫苗的行為與舊的、反應性更強的疫苗不同：即使只接種過一劑舊的全細胞配方疫苗的兒童，也比只接種過新疫苗的兒童更能抵抗百日咳。（當然，接種過新疫苗的兒童仍然比從未接種過疫苗的兒童狀況要好。）
克拉克指出，20 世紀 80 年代對無細胞疫苗的最初研究測試了它是否具有保護作用，但沒有測試它的保護作用能持續多久。通常使用無細胞疫苗的一些疾病（例如 Hib 腦膜炎）僅在生命早期對兒童構成短暫危險，因此不需要持久的免疫力。然而，如今，免疫學家擁有更好的實驗室工具，並且對免疫如何被激發和維持有了更細緻的瞭解。“今天開發疫苗所需做的許多事情從未為百日咳疫苗做過，”克拉克說。
“最主要的答案是我們需要更好的疫苗，”加州大學聖地亞哥分校臨床兒科教授、疫苗接種實踐諮詢委員會 (ACIP) 工作組主席馬克·索耶說，該委員會幫助制定聯邦疫苗政策。“但 ACIP 無法僅憑一己之力實現這一目標。這取決於科學家們進行研究，研究什麼才能製造出更好的疫苗，也取決於製藥公司。”
如果配製出一種新疫苗，證明其優越性將具有挑戰性。每個發達國家都為其兒童接種百日咳疫苗，因此沒有大量未受保護的人群可以幫助證明新疫苗的價值。在鼓勵製造商考慮開發新疫苗之前，聯邦規劃者必須權衡這項努力的意外後果。例如，將製造商有限的資源過多地轉移到一種新疫苗上可能會導致其他疫苗短缺。另一個擔憂是父母是否會聽從建議，帶孩子去接種更多疫苗。
ACIP 已經研究這個問題一年多了。該委員會正處於未知領域，因為這種型別的失敗從未發生在任何其他疫苗上。今年 6 月，工作組得出結論，由於加強針針對百日咳的保護作用非常短暫，因此在常規免疫方案中增加更多疫苗對降低百日咳的總體患病率幾乎無濟於事。因此，該小組建議委員會不要改變政策以包括成人第二次加強針，而是增加首先接種加強針的孕婦人數。美國疾病預防控制中心估計，目前只有 6% 的孕婦接種了疫苗。然而，新生兒無法接種疫苗，最容易受到百日咳危險影響；提高他們最親近的人的免疫力可能是預防百日咳死亡的最佳方法。
鑑於目前疫苗的缺陷，克拉克坦率地說，在普通人群中“將會出現很多百日咳病例”。但他補充說，儘管百日咳病例正在增加，但死亡人數卻沒有增加；當接種過疫苗的兒童患上百日咳時，他們的症狀較輕。因此，較新的百日咳疫苗仍然很有價值，因為它們不僅降低了死亡和重病的可能性，還減少了伴隨這些可怕後果的醫療保健支出——更不用說情感創傷了。索耶說，基於此，公共衛生官員應該敦促 90% 未接種加強針的美國青少年和成人接種加強針，從而保護自己和我們中最脆弱的人。“我們確實需要一種新疫苗，”他說。“但我們可以用我們現有的疫苗做得更好。”