探索无边,何处是岸?
20世纪90年代,自从制药巨头们发现“鸡尾酒疗法”有利可图后,艾滋病疫苗的研发就备受冷落。还热衷于这一事业的要算小型生物科技公司和公共基金机构了,他们也曾参与过乙肝疫苗的研发。这些机构的目标是递交专利申请,阻断竞争。
一种疫苗的研发会经历“临床前研究”阶段,即在动物体内进行测试。就HIV病毒而言,有一个难关摆在研究者面前:我们并不知道哪种动物模型[23] 能够表现出这一人类疾病。已知只有大猩猩(黑猩猩[24])对HIV病毒敏感,但是它感染HIV后并不会患上艾滋病,而且黑猩猩是保护动物。因此可用的动物种类十分有限。
研究员们还有另一种思路:即猴免疫缺陷细胞(Simian Immunodeficiency Virus,SIV),这种病毒是HIV的“嫡亲堂兄弟”,非洲猴子是其常见携带者。它不会引发任何疾病,但是会在猴子体内一直存在下去。但如果SIV被注射给亚洲猕猴——恒河猕猴[25] (Macaca mulatta)或者食蟹猴(Macaca fascicularis),就会引发感染,猴子会患上人类的艾滋病并在数月或数年后死亡。这就意味着,猴子可被用于测试各种艾滋病候选疫苗。
这些动物试验能为我们解答什么问题呢?首先就是验证疫苗接种后的免疫反应,其次就是再给猴子注射致病性病毒,确认动物是否在接种后获得了保护。数千只猴子被用于这种测试,而且现在试验还在继续。
下面我们来谈谈这场漫长的试验马拉松,有几个日期值得一提,它们是这一漫漫征途上的里程碑。
1989年,巴斯德研究所的马克·吉拉德(Marc Girard)在一次试验中发现,他已经令一只大猩猩获得了免疫保护:注射疫苗之后,病毒从大猩猩的体内消失了。受试的大猩猩首先接受了完全灭活的病毒注射,然后又被分次注射了表面糖蛋白(gp160),最终又被注入了含有表面糖蛋白部分物质的制剂,被称为“V3环”。所有注射的试剂内均含有强效添加剂。不得不说这个接种程序非常复杂,但如果我们乐观一些,可以说再次看到了希望的曙光:终于有一种疫苗看起来行得通了。
也有其他试剂令动物获得了保护,例如用灭活SIV病毒对猕猴所做的试验(这也是为什么免疫反应公司仍未放弃对“索尔克免疫原”的研究)。
1991年,斯科特在英国进行了如下操作:他首先在人体细胞内繁殖SIV病毒,之后将病毒灭活并注射给了恒河猕猴,同时,对照组的恒河猕猴被注射了未被病毒感染的人体细胞。一段时间之后,他又给所有猴子注射了SIV病毒。接下来发生的事好像脱离了正常的轨道:两组猴子——接种了灭活病毒制剂的猴子和仅注射了未被病毒感染的人体细胞的猴子——都获得了免疫,这让他吃惊不已。难道之前接种了人体细胞/SIV制剂的猴子获得免疫力只是一个假象?这种事在疫苗史上前所未见,对这种出乎意料的结果该作何解释呢?
在1992年的一次会议上,美国研究员拉里·亚瑟(Larry Arthur)提出了以下问题:如果把SIV病毒放入人体细胞进行培养,一个SIV病毒颗粒中会含有多少病毒性壳膜蛋白(gp120)?而源自人体细胞的蛋白质又有多少?关于病毒性蛋白质的数量问题,答案是众所周知的:病毒的表面有216个壳膜蛋白分子(这一数字后来又变少了,据目前人们所知,真实数字要小得多)。但是,对于源自人体细胞的蛋白质,之前还没有人提出过这一疑问,也没有人能够回答。不过当答案揭晓时,研究员们再次大感意外:病毒的表面有375—600个源自人体细胞的蛋白质。
因此,在培养出的病毒表面,源自人体细胞的蛋白质要远远多于病毒性蛋白质。
所以,当用人体细胞培养的灭活SIV病毒被注射给动物时,动物体内就会产生一种抗体,对于所有不同其类的蛋白质都会有免疫反应,不管是源自人体还是源自病毒。对抗人体细胞蛋白质的抗体会与病毒粒子表面蛋白形成对抗,因此就能够阻断病毒。这样我们就能够解释,为何接种了人体细胞制剂的猴子体内可观察到免疫性了。
亚瑟也印证了这一原理:他将病毒粒子表面针对人体细胞蛋白质的抗体与SIV病毒混合起来,之后病毒就被中和了。这些结果给研究者们提供了一条新的艾滋病疫苗思路,但是只有很少人选择了这条路,其中就有让-克洛德·谢尔曼(Jean-Claude Chermann),他也是1983年HIV病毒的共同发现者。可是时至今日,他们还未能得偿所愿。
后来又有人尝试了另一种方法,即减毒活疫苗模式。1991年1月,新英格兰地区灵长类动物研究中心(New England Regional Primate Research Center)的罗纳德·德罗齐埃(Ronald Desrosiers)在《科学》杂志公布了他的结果:他制备了一种减毒SIV病毒,其中去除了一种因在毒性中起到主要作用而闻名的基因(被称为Nef[26] )。他将这一减毒病毒注射给了6只猴子,又将完整的活病毒注射给了另外12只猴子。两年后,注射了减毒病毒的猴子都保持了良好的健康状况,而对照组的猴子则开始生病了。更令人满意的是,接种了减毒病毒的猴子获得了对野生SIV病毒的完全免疫。德罗齐埃就这样得到了减毒活SIV病毒,也许它能成为下一个问世的减毒活疫苗(就像黄热病疫苗、麻疹疫苗、腮腺炎疫苗一样)。
那么艾滋病疫苗研究是否就此靠岸了呢?还没有。其实,这种改变过的病毒可能会造成难以预料的影响,它与人类基因组混合后还会具有危险性:别忘了SIV也是逆转录病毒家族的一员,这是它们的本来面目。虽然两年内病毒并未引发显性疾病,但是它有可能在晚些时候反戈一击,重新攻击接种对象的机体。简言之,虽然这条思路给了我们希望,但还不适用于人体接种。
德罗齐埃并没有因此而打退堂鼓,他又制备了其他修改过的SIV病毒,从中去除了3种基因以降低感染风险。这些病毒可以令动物感染,但不会诱发疾病,保证动物获得针对SIV病毒的免疫性。这一次,德罗齐埃认为能够说服科学界了,令他们相信这种改良过的病毒可能具有制备疫苗的价值。但反对者之一鲁思·鲁普雷希特(Ruth Rupprecht)并不认同,围绕接种的风险反唇相讥:要是这一改良病毒在妊娠期间被传播给后代会造成什么后果呢?为了验证这一问题,她对恒河猕猴新生儿进行了注射。结果让人吃惊不已:这些小猴生病了。然而她注射的正是那种被去除了3种基因的改良病毒。这又一次给德罗齐埃的减毒活疫苗带来了沉重打击。后来人们又发现,给成年猴子注射这种改良病毒也会以诱发疾病而告终,这更令他一蹶不振。最终,艾滋病减毒活疫苗的方案被逐渐抛弃了。
后来,猴子作为动物模型还为HIV疫苗研究做出了其他贡献。大部分候选疫苗都采用皮下注射或肌肉注射的方式,以便产生能够消除感染性病毒的抗体。1996年,伦敦的一位免疫学家托马斯·莱纳(Thomas Lehner)打算使用SIV/恒河猕猴模型研究黏膜吸收疫苗引起的HIV免疫保护。他首先通过肛门将疫苗注射给恒河猕猴,希望诱发黏膜的免疫性,然后又在同一个部位向之注射了SIV病毒。之后莱纳便观察到,大部分通过肛门接种的猴子都获得了免疫性,而对照组中采用常规接种的猴子则全部被感染了。
这一试验给艾滋病免疫研究打开了新思路。许多团队的工作都表明,黏膜的免疫性在保护个体免受艾滋病感染时发挥了重要作用。而且这还能够解释,为什么有人与HIV病毒携带者进行暴露接触后未被感染。比如,流行病学家们曾经跟踪过HIV病毒暴露的高危人群之一——肯尼亚和泰国的一些妓女,发现她们并未受到感染。
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