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hiv疫苗会研制成功吗?


ed yong, bbc

hiv疫苗研制十分困难,其根源在于我们对hiv病毒知之甚少。

  最近的30年,人们一直生活在hiv的阴影下。在上世纪80年代早期出现了一种症状奇特的疾病aids,对该病的研究发现了致病原hiv病毒。在1984年4月23日,美国健康与人权服务部部长玛格丽特.赫克勒向世界宣布,科学家们已经发现了aids可能的病原体。这一点她是正确的。她还表示疫苗有希望“在大约两年的时间内研制成功。”这一点她错了。

  对hiv的研究已历时28年,能够保护人们免受hiv感染的疫苗仍未研制成功。而这28年间,大约有2500万人死于hiv相关的疾病。要了解疫苗研制的困难性,你就必须了解hiv。hiv不是一个普通的病毒。科学家们对hiv总是又敬畏又沮丧。

  该病毒所有已知病毒中变化性最高的。它的变异速度如此之快,以致人们在感染hiv后数月,体内的hiv即可变异成数百万种不同的hiv病毒。这正是难以研制针对性疫苗的原因。美国国家过敏与感染疾病研究所(niaid)疫苗研究中心负责人加利.拿波尔说,“几乎所有的疫苗都只能靶向病毒群的一小部分。”

  疫苗能够使人体的免疫系统识别病毒的特定部分,产生大量对应的抗体寻找并消灭入侵的病毒。对于hiv,最常用的靶点是gp120,它是hiv病毒表面的一种蛋白。可以协助hiv病毒吸附到人体细胞上。但gp120的形状不停地发生改变,因而难以识别。而且每3个gp120蛋白常形成1个簇,簇外有大量糖分子包裹。这使得人体的免疫系统难以发现gp120蛋白。

  最重要的是,hiv靶向免疫细胞,而后者正是机体杀灭病原的工具。而且hiv可通过将病毒dna转入人体细胞基因组内潜伏感染数年。潜伏感染者则变成了病毒的长期宿主。

  所以,如果把hiv疫苗比作大炮,请设想大炮的目标是有坚固防御层且不停移动的。更要命的是,目标还能把炮弹吃掉。

无尽的艰辛

  目前看来,也许hiv疫苗是不可能研制成功的。任何其他微生物感染,都有自然痊愈的病例。niaid的首席免疫学家东尼.福西说“自然就是最好的实验,它告诉你各种可能性。”hiv也许是个例外,“让人伤心的事实是,虽然有3000万hiv病毒感染者,没有一位患者能够完全清除体内的病毒。”虽然有些感染者的遗传体质可以控制病毒不繁殖,却不能清除病毒。

  考虑到上述因素,hiv疫苗的研究可以说是“无尽失望的折磨”。迄今只有3种可能有效的疫苗进入临床试验阶段。vaxgen公司的aidsvax疫苗针对gp120蛋白的两个片段,已被证明无效。merck公司的v520疫苗即为重组有3个hiv基因的冷病毒,其临床效果更差。v520宣告失败。其临床试验被迫提前终止因为注射该疫苗的人群hiv感染率较安慰剂组更高。其原因不明。

  2009年出现了一丝成功的希望。泰国进行了一项纳入超过16000人的临床试验对一种新疫苗进行检测,该疫苗是两种疫苗的结合,一是含有3个hiv基因的鸟病毒,靶向于人体免疫系统,另一是aidsvax疫苗的变体,在联合疫苗中起到促进剂作用。因为两种疫苗各自的临床试验都告失败,当时舆论普遍认为这项试验只是时间和金钱的浪费。出乎人们意料的是,新疫苗可以降低31%的感染机率-该结果有统计学上的显著性意义。但若要临床应用,其有效性偏低。(作为对比,麻疹和脊髓灰质炎疫苗的有效性在95%左右。)

  部分科学家对试验结果表示怀疑。他们提出该疫苗的保护性是短期的,而且仅对感染低危人群有效。其他科学家则对该疫苗报以希望,认为原则上疫苗是可行的。无论如何,该试验的结果并不具确定意义。因为疫苗并不能减少已感染患者体内的病毒水平。科学家们仍在研究该疫苗是否真的有效。

重燃希望

  虽然已有的临床验的结果不佳,科学家们仍充满信心。来自国际艾滋病疫苗行动组织[s4] 的韦恩.科夫认为,自泰国试验之后,“科学界对aids研究信心重燃。”

  事实证明,许多hiv患者体内产生了针对病毒的秘密武器——“广泛性中和抗体”——该抗体能够攻击很多不同的hiv病毒。然而对这些患者来说,已经太晚了。感染已经十分严重,病毒可以发生变异以逃脱攻击。但该发现并非毫无意义:hiv的高变异并非不可战胜的。我们能够诱使免疫系统及早产生这些抗体,那么在hiv大爆发之前即可消灭病毒。

  我们可以分离合适的抗体,因为科学家们已经从原子水平解构了hiv病毒的表面蛋白质。拿波尔据此确定hiv病毒变异过程中的变异部分和恒定部分。恒定部分很可能是病毒不可缺少的关键部分。拿波尔从患者血液中筛选出针对恒定部分的抗体,以及制造这些抗体的细胞。在2010年,他发现了3种抗体:其中两种是能够中和90%hiv病毒的广泛性中和抗体。其他科学家如斯科利普斯研究所的丹尼斯.波顿也利用类似方法得出一些发现。

  拿波尔的想法是,混合使用这些抗体以针对病毒的不同部分,以截断病毒的变异逃脱路径。他希望在2013年之前对他研制的第一代抗体进行临床试验。他还表示,在早期试验2至3年后,应能研制出攻击性更强更全面的二代抗体。

  疫苗研究者正在研究诱使人体t细胞攻击早期感染的细胞。虽然这与v520疫苗的机理基本相同,但科学家们改进了将病毒基因植入细胞的技术,使这些细胞靶向早期感染的组织。两种方法可能是互补的,科夫表示“我们既需要广泛中和抗体也需要全面武装的t细胞。”

巨大的需求量

  事实是,我们不知道有效的治疗方法何时或者是否会研究成功。但可以确定的是,对hiv疫苗的需求不会消失。有许多预防hiv感染的方法,比如安全套、杀微生物凝胶、感染后及早治疗等。“我们的方向是正确的”,福西说,“如果我们能够研制成功一种疫苗,即使没有90%的有效性,其价值也应得到肯定。严峻的事实摆在我们面前。”

  虽然需求量巨大,几十年来对hiv的研究并无有效性成功。这实在是让人沮丧的。但人们对hiv的认识逐步增加。而且对于hiv和人体免疫反应,我们需要进行的研究还很多。人类从发现脊髓灰质炎病毒到研究出针对性疫苗花了47年,麻疹疫苗花费42年,乙型肝炎疫苗16年。“28年并不长,希望就在眼前。”福西说。

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