原文發表于《科技導報》2026 年第11 期 《病毒學家黃禎祥:從組織培養到疾控防線的多重足跡 》
黃禎祥(1910—1987年)是著名醫學家、病毒學家,中國現代病毒學的主要奠基人之一、中國科學院院士。《科技導報》邀請中國科學技術大學科技史與科技考古系、病毒學國家重點實驗室劉歡副教授團隊撰寫文章,概述了黃禎祥院士的生平、學術貢獻及其所代表的科學家精神。黃禎祥在國際上首創病毒體外組織培養技術,為全球病毒學發展奠定了重要方法基礎。他畢生致力于病毒學基礎理論與應用研究,特別是在流行性乙型腦炎的病原學分離與流行病學規律確立、麻疹減毒活疫苗的研制與推廣,以及病毒免疫與腫瘤生物治療前瞻性探索等方面取得杰出的學術成就。黃禎祥以其卓越研究成果為中國病毒學界做出了寶貴貢獻,更以其崇高品格詮釋了中國科學家愛國、奉獻、創新、求實的精神品質。
1910年2月10日,黃禎祥出生于福建省廈門市鼓浪嶼的一個知識分子家庭。黃禎祥的父親黃衍義、叔父黃大辟都是醫生,成長于一個既受到西方文化熏陶,又富有中國傳統文化氛圍的家庭,黃禎祥自幼聰穎過人、勤奮好學。當目睹了當時醫療條件的落后和傳染病的肆虐,少年黃禎祥內心立下了“不為良相,便為良醫”的宏愿。1926年,16歲的黃禎祥以優異成績考入燕京大學預醫科,在燕京大學自由嚴謹的學術氛圍下打下了堅實的生物學和化學基礎。1934年,黃禎祥以優異成績畢業并獲得醫學博士學位,隨后留校任教開始了他的科研生涯。
1 負笈深造,首創病毒體外組織培養新技術
留校初期,黃禎祥在協和醫學院內科擔任助教。在20世紀初,受限于當時的理論認知與技術水平,病毒學實驗還未成熟。首先,病毒不具備獨立的代謝系統與酶結構,這種嚴格的胞內寄生特性使得它們一旦脫離宿主細胞便無法進行生命活動。在這一時期,國際實驗室普遍的病毒分離與培養方法主要依賴于活體系統,即直接將含有病毒的材料注射感染至實驗動物體內,或接種于雞胚絨毛尿囊膜中。這種傳統的體內實驗方法周期長,需要消耗大量的動物資源,導致科研成本高;其次,由于實驗動物個體間存在免疫差異等個體變量,導致操作步驟繁瑣且難以標準化;最后,這種方法往往難以對病毒進行精確的定量分析,實驗結果的穩定性與重復性較差。
1941年,黃禎祥獲美國洛克菲勒基金會的資助前往美國深造,他先后在普林斯頓大學洛克菲勒醫學研究所和美國羅氏醫學實驗室工作,1942—1943年任美國紐約哥倫比亞醫科大學內科及微生物科講師。黃禎祥面對病毒培養這一世界性難題展現出了高敏銳度與鉆研精神,他創造性地試用組織塊進行細胞培養,并選取西方馬腦炎病毒(Western Equine Encephalitis Virus)作為模型,結合特異性免疫血清進行系統中和滴定實驗。1943年,黃禎祥的研究取得了決定性成果,在《Journal of Experimental Medicine》發表了題為《Further Studies on the Titration and Neutralization of the Western Strain of Equine Encephalomyelitis Virus in Tissue Culture》的學術論文。該項研究不僅首創病毒體外組織培養新技術,證明了體外組織培養滴定法在敏感度上顯著優于傳統的動物接種法,特別是在檢測微量病毒樣本時,組織培養技術展現出了動物實驗的優越性。
這一突破性研究成果在國際病毒學界引起了廣泛關注,奠定了病毒可以在體外環境中有效增殖與精確測定的方法論基礎,隨后幾年許多科學家采用這種技術成功分離出多種此前無法分離的病毒。1949年,約翰·富蘭克林·恩德斯(John Franklin Enders)及同事借鑒并應用了黃禎祥建立的組織培養技術原理,首次成功利用人胚胎組織代替神經組織培養出了脊髓灰質炎病毒。恩德斯也因此榮獲1954年諾貝爾生理學或醫學獎,他在獲獎后曾公開承認:“起初,我們探索了‘外植法’,過去其他研究者——特別是黃(禎祥)——曾使用該方法來測試病毒對細胞活力的影響。該方法的具體操作是,將從懸浮細胞培養物中取出的組織碎片置于一滴凝固的雞血漿中,并在隨后的培養過程中觀察是否有細胞向外生長。”
2 臨危受命,承擔乙型腦炎防控工作
1943年,正值中國抗日戰爭最艱難時期,黃禎祥毅然放棄已擁有的優越科研條件和生活環境,艱辛輾轉乘船回到祖國。他在1943年12月回國前夕依然毫無保留地發表研究成果,讓病毒學家在尋求真理時“少走彎路”。黃禎祥在極其艱苦的條件下于1944—1947年參與組織了中央衛生實驗院,并任中央衛生實驗院實驗醫理主任,1947—1949年任中央衛生實驗院北平分院院長。
1949年夏秋之交,北京地區突發了一場規模較大的流行性腦炎疫情,疫情來勢兇猛且臨床表現危險,致死率高達50%以上,對疫區居民生命安全構成了嚴峻威脅。面對這一突發的公共衛生危機,中央衛生實驗院(現中國醫學科學院)召集了各方面的衛生專家,組建了一個流行性腦炎研究委員會。黃禎祥臨危受命,帶領團隊投入到緊張的抗疫科研工作中。在當時,國內關于急性流行性腦炎的報告很少,而黃禎祥于1940年發表的一篇關于流行性乙型腦炎的論文,詳細記錄了1939年北京協和醫院收治16例患者中6例確診乙型腦炎病例的臨床表現,有助于該疾病的臨床識別,這也是中國首次報道乙型腦炎在人群中的流行。1949年8月,團隊在北京協和醫院開展了乙型腦炎病毒分離研究,從7例病毒性腦組織樣本中成功分離出了3株乙型腦炎病毒致病毒株,分別命名為京衛研1、京衛研2和京衛研3。隨后,他們利用小白鼠進行連續傳代實驗和動物模型驗證,明確了病毒致病性與生物學特性,同年11月便成功研制出了針對該病毒的早期疫苗,為疫情的控制提供了科學支撐。
在初步解決病原鑒定與應急疫苗研制的問題后,黃禎祥著眼于更長遠的疾病防控機制,開展了更為廣泛而深入的流行病學調查。通過大量的現場走訪與數據分析,他及團隊成員對患病率、病死率、年齡與性別的分布情況、發病的特殊季節,以及發病地區分布等因素進行了深入調查。更為重要的是,他將研究視野拓展至媒介生物學領域,進行了大量的昆蟲學調查工作,提出蚊子是傳播乙型腦炎的媒介昆蟲,蚊子中又以三帶喙庫蚊為主要媒介,以及防控蚊蟲叮咬對于疫病控制的重要性。在研究過程中,黃禎祥等發現在自然界中的乙型腦炎病毒并非單一種類,而是存在著不同毒力的病毒株。他基于此進一步探討了病毒毒力與生態學環境及流行程度間的復雜關系,研究了病毒變異的內在規律以及毒株科學保存方法,為后續的疫苗改良奠定了堅實的理論基石。
黃禎祥堅持不懈地推動乙型腦炎疫苗技術迭代,從最初應急使用的滅活疫苗,逐步發展到免疫效果更為持久、安全性更高的乙型腦炎減毒活疫苗。在1951年前后,乙型腦炎專家組就曾用鼠腦和雞胚試制成滅活疫苗,但因接種后陸續發生嚴重的變態反應性腦脊髓炎,該疫苗停用。1968年,利用黃禎祥等分離出來的乙型腦炎病毒京衛研3成功研制出乙型腦炎滅活疫苗。1988年,中國成功研制出更安全高效的SA14?14?2減毒活疫苗,2008年正式納入國家免疫規劃,對全國兒童免費接種。2013年,該疫苗成為首個推動世界衛生組織(World Health Organization,WHO)預認領的中國疫苗。
值得一提的是,在減毒活疫苗問世之前,黃禎祥參與了將SA14?2?8減毒活疫苗在張家口地區免疫接種13萬匹馬的工作,結果顯示“2?8”株是一株高度減毒株,為后續研制出乙型腦炎減毒活疫苗以及大規模接種工作提供了寶貴的經驗。1978年,黃禎祥及其團隊關于乙型腦炎及其疫苗的系統性研究成果榮獲全國科學大會獎,1988年再次憑借其卓越的科學價值與社會效益,榮獲衛生部科技進步一等獎。疫苗問世之后,中國的流行性乙型腦炎的預防和控制取得顯著成就,2024和2025年中國乙型腦炎報告病例已經降至126和129例。
3 疾病防控,攻關麻疹疫苗研發
20世紀60年代,中國的麻疹發病率高,麻疹并發癥嚴重威脅著兒童的生命健康。1957年,湯飛凡等首次分離出中國第一株麻疹病毒“麻9”。當時在中國醫學科學院病毒學研究所工作的黃禎祥以極大熱情和充沛精力投入到麻疹疫苗的研究工作中。國內使用的組織培養方法對于麻疹病毒并不是很適合,常出現各種問題,針對此情況,黃禎祥采用了更為簡便快速的人腎組織塊固定培養法,得到的麻疹病毒分離陽性率較高。彼時,國內外都在進行麻疹疫苗相關研究。一方面,組織培養傳代次數的增加雖能使病毒進一步減毒,但也可能導致其免疫效果隨之降低,利用不同細胞制出的減毒活疫苗免疫率不足100%。另一方面,研制出的麻疹疫苗還帶有一定致病性,部分兒童接種后面臨高熱反應等副作用,難以大規模推廣。
黃禎祥等發表了《麻疹減毒活疫苗的研究》系列論著,詳細公布了在人羊膜細胞中不同傳代次數及劑量的疫苗在兒童群體中的致病性與免疫性數據。他還與諸福棠一起針對麻疹減毒活疫苗的副作用開展了新的研究,證實用1 mL的1∶150滴度的胎盤球蛋白就基本上能達到不顯性感染的目的,并有效降低及消除不良高熱反應。1964年,中國醫學科學院兒科研究所、吉林醫科大學兒科系和上海生物制品研究所等單位分別篩選出“京55”“長47”以及“滬191”病毒株。中國麻疹疫苗的研發進入新階段。為了對前期的多項研究進行系統性總結,并為全國范圍的疫苗推廣提供科學依據,諸福棠、朱既明、黃禎祥等聯合在《科學通報》發表了《麻疹人工自動免疫的研究》,正式宣告中國進入了麻疹的人工免疫時代。1965年國家批準上述株病毒進行麻疹減毒活疫苗的生產。
后續,黃禎祥繼續對麻疹病毒的血凝素、疫苗佐劑及生產工藝進行了系統研究,促進開發出成本低廉、易于大規模生產的工藝流程,使得疫苗能夠迅速普及到中國城鄉各地。中國在麻疹疫苗推廣后的幾十年間發病率大大下降,至1995年麻疹發病率下降至10萬之5以下。
4 前瞻研究,探索病毒免疫治療
20世紀初,部分惡性腫瘤患者在經歷嚴重病毒感染或接種減毒活疫苗后,出現了病情好轉的跡象。該偶然發現激發了科學界對病毒潛在抗腫瘤作用的探討,由此開啟了利用病毒治療腫瘤的歷史。在20世紀50年代至60年代出現了短暫的研究高潮,但由于多數實驗依賴野生型病毒直接溶瘤,且病毒易于被人體免疫系統清除,實驗大多數以失敗告終。當時的科學家還沒有充分認識到病毒與宿主抗腫瘤免疫之間的協同機制。到了七八十年代,國際腫瘤學界的主流是化學治療和放射治療,在此背景下,黃禎祥堅持進行病毒免疫學相關研究。其病毒學思想是對腫瘤免疫治療,特別是對溶瘤病毒療法的前瞻性理論探索。
腫瘤免疫治療的核心是解除腫瘤對免疫系統的抑制,同時增強免疫細胞對腫瘤的識別和攻擊能力,從而清除腫瘤細胞。黃禎祥首先從免疫學微觀機制層面入手,發表了一系列以腹水瘤為主要研究目標的學術論文。他發現帶瘤小鼠后期自然殺傷細胞(natural killer cell,NK細胞)功能降低并非因其NK細胞數量減少,而與NK細胞功能受阻有關,腫瘤產生的腹水或上清液會主動釋放物質抑制NK細胞正常行使功能。
黃禎祥及其研究團隊還開展了關于利用病毒治療特定惡性腫瘤的探索研究。他們利用特定的非致病性或低致病性病毒感染腫瘤細胞,使其表面出現或者修飾抗原結構,機體可較容易識別細胞表面的病毒抗原,從而產生抗體,抗體和補體破壞腫瘤細胞,引起細胞程序性死亡達到治療目的。黃禎祥等做了多次實驗,進行系統性的毒株篩選,在利用仙臺病毒感染靶細胞的實驗中不僅成功實現了高達90%的靶細胞溶解率,還系統總結了影響該免疫溶解作用的關鍵因素。這不僅深化了當時對病毒免疫學機理的認知,也為后續探索利用溶瘤病毒及腫瘤免疫治療提供了一定的實驗依據。令人動容的是,黃禎祥在被診斷出白血病后,竟然在自己身上測試這種免疫療法,用自己的生命與實踐為科學進步做貢獻。
進入21世紀以來,現代腫瘤免疫治療已發展至新的高度,尤其伴隨一系列概念驗證性臨床試驗的成功,該領域愈發受到廣泛關注與重視。2005年,中國國家食品藥品監督管理局正式批準重組人5型腺病毒用于頭頸部腫瘤的治療,使其成為全球首個獲批上市的溶瘤病毒類抗癌藥物,溶瘤病毒療法從純理論層面的探討切實邁入了臨床應用的實踐階段。回顧黃禎祥的工作可以發現,他在20世紀即已敏銳地洞察到了病毒免疫研究方向的前景,為中國腫瘤免疫尤其是溶瘤病毒研究奠定了良好的基礎,其學術思想也與當前利用病毒開展腫瘤免疫治療的主流共識高度契合,充分體現了其前瞻性的科學視野。
5 篤行不輟,引領學科人才培養
黃禎祥不僅在科研上成就斐然,更致力于中國病毒學發展的規范化建設。他及其團隊編著的《常見病毒病實驗技術》,為全國病毒學科研系統提供了標準化的操作指南。1990年,由他在此基礎上主編的《醫學病毒學基礎及實驗技術》出版,這2部著作不僅系統總結了中國數十年的病毒學實踐經驗,更為現代醫學病毒學的學科發展奠定了堅實的技術基石。
他還擔任蘇聯、美國等多國病毒學期刊的編委,學術影響力遠播海外。1983年,鑒于黃禎祥在國際病毒學界的崇高聲望,當他率領中國微生物學會代表團赴美國參加第13屆國際微生物學大會時,獲贈得克薩斯州丹頓市“城市金鑰匙”稱號。
1984年,黃禎祥倡議并創建了中華醫學會病毒學分會,創辦了《實驗和臨床病毒學雜志》(《中華實驗和臨床病毒學雜志》前身)。他在病榻上聽聞全國第一次醫學病毒學會即將召開,強撐著病痛用顫抖的字跡,寫下了手記:“今天的科學是明天的醫學,也就是說我們必須進行科學研究,才能使我們病毒性疾病的防治,每天都有新進展,趕超世界先進水平!”。
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圖1 黃禎祥在準備學術報告材料(1983年)
(圖片來源:中國科學院院士文庫)
1987年,黃禎祥因病在北京逝世,享年77歲,海內外的摯友同窗共同組建了中華醫學病毒學基金會,即黃禎祥醫學病毒基金會,基金設立了黃禎祥獎學金,用以扶持和嘉獎致力于病毒學研究的優秀人才。
黃禎祥是中國病毒學的重要奠基者,他將個人的學術理想融入到國家崛起和民族復興偉業之中,將個人的奮斗與國家的命運緊密相連,正如他總結自己學術生涯時所言:“老走別人的路,就永遠不能超越。創新是探索真理的關鍵。”他的一生踐行了扎實的基礎研究與務實的創新態度,為中國的病毒學研究做出了寶貴貢獻。
本文作者:刁佳琳,張璐,相強宇,劉歡
作者簡介:刁佳琳,中國科學技術大學科技史與科技考古系,碩士研究生,研究方向為科學技術史;劉歡(通信作者),中國科學技術大學科技史與科技考古系,病毒學國家重點實驗室,副教授,研究方向為科學技術史、醫學史、生命科學史。
文章來 源 :刁佳琳,張璐,相強宇,等.病毒學家黃禎祥:從組織培養到疾控防線的多重足跡[J].科技導報,2026,44(11):131?136 .
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