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攻防艾滋病——它是矛又是盾
新藥動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果公布后,陳志偉的郵箱很快被淹沒(méi),。來(lái)信的大都是HIV感染者,來(lái)自世界各地,。有人心急火燎地咨詢(xún)?cè)谀膬翰拍苜I(mǎi)到新藥,有人迫切希望成為臨床試驗(yàn)的志愿者,,有人甚至來(lái)到香港大學(xué),,沖進(jìn)陳志偉的辦公室。
媒體的反應(yīng)同樣強(qiáng)烈,。許多報(bào)道稱(chēng),,陳志偉及合作者研發(fā)的新藥或?qū)ⅰ肮タ税獭薄M饨绲木薮箨P(guān)注源于令人振奮的實(shí)驗(yàn)結(jié)果:這種被命名為BiIA-SG的新型抗體,,在實(shí)驗(yàn)鼠身上既能預(yù)防HIV感染,,又展現(xiàn)出徹底殺死HIV病毒的潛力。
在體外實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)皿中,,這種抗體被證實(shí)對(duì)124種不同的HIV毒株全部有效,。如此廣泛的有效性,在世界范圍內(nèi)是頭一次實(shí)現(xiàn),。給“人源化小鼠”注射這種抗體后,,它成功預(yù)防其不被2種典型的HIV病毒感染,。更令人矚目的是,向已被感染的小鼠體內(nèi)投遞抗體基因11周后,,12只小鼠中有5只體內(nèi)HIV病毒被徹底殺死,。
自“雞尾酒療法”發(fā)明以來(lái),艾滋病成了一種可控的慢性病,??梢坏┩K帲琀IV病毒會(huì)立即卷土重來(lái),。終生服藥帶來(lái)的毒副作用,讓研究者不得不繼續(xù)前進(jìn),,要么研發(fā)出有效疫苗,,要么找到根治方法。這種新型抗體的研發(fā),,似乎同時(shí)給這兩者帶來(lái)曙光,。
面對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,陳志偉要冷靜得多,。這位香港大學(xué)艾滋病研究所所長(zhǎng)對(duì)中國(guó)青年報(bào)·中青在線記者強(qiáng)調(diào),,新藥對(duì)實(shí)驗(yàn)鼠效果顯著,但在人類(lèi)身上的療效尚不可知,。同時(shí),,他尚未弄清新藥治愈部分感染鼠的具體機(jī)制。
在抗擊艾滋病的歷史上,,人類(lèi)經(jīng)歷了太多次希望落空,。上世紀(jì)80年代,這種在同性戀群體中引發(fā)恐慌的病毒首次被分離后不久,,美國(guó)衛(wèi)生與公共服務(wù)部部長(zhǎng)曾信誓旦旦地預(yù)言,,有效疫苗不出2年就能問(wèn)世。然而,,30多年過(guò)去了,,全球研發(fā)的HIV疫苗有40多種,每年投入經(jīng)費(fèi)超過(guò)8億美元,,仍未有疫苗達(dá)到上市標(biāo)準(zhǔn),。
對(duì)中國(guó)科學(xué)家自主研發(fā)出的這種新型抗體,清華大學(xué)艾滋病綜合研究中心主任張林琦表示“謹(jǐn)慎樂(lè)觀”,。在這位頂尖艾滋病專(zhuān)家,、陳志偉的合作者看來(lái),人類(lèi)決不能輕視這種詭異的病毒,。不過(guò),,他也難以按捺內(nèi)心的激動(dòng):“第一次看到這樣好的結(jié)果,。”
對(duì)他來(lái)說(shuō),,研究者尚未攻克艾滋病,,但他們無(wú)疑離目的地又近了一步。
精英感染者帶來(lái)的希望
超級(jí)病毒肆虐是末日科幻片的經(jīng)典設(shè)定:被感染的人類(lèi)或大面積死亡,,或變成更駭人的“行尸走肉”,。科學(xué)家置身城市廢墟,,面對(duì)同類(lèi)襲擊,,手中緊緊捏著一支試管。
那是一管血清,,里面藏著人類(lèi)最后的希望——免疫者的抗體,。
張林琦研究HIV病毒整整30年了。他時(shí)常有種感覺(jué),,人類(lèi)抗擊HIV病毒的過(guò)程,,“就是科幻片”。
用BiIA-SG新型抗體防治艾滋病的思路,,同樣是從極少數(shù)的感染者體內(nèi)分離出有效抗體,,加以組合和改進(jìn),然后試圖用它來(lái)拯救其他感染者,。
這一思路的誕生,,很大程度上因?yàn)镠IV疫苗的研制屢敗屢戰(zhàn)。
HIV很可能是人類(lèi)遇到的最狡黠的病毒,。它其貌不揚(yáng),,個(gè)頭相比人體細(xì)胞可忽略不計(jì)。它的生存策略就是“低調(diào)行事”,,這一戰(zhàn)術(shù)讓它在過(guò)去37年成功殺死了4000萬(wàn)人,,并繼續(xù)寄生在3700萬(wàn)人體內(nèi)。
1983年,,HIV病毒開(kāi)始大規(guī)模傳播后不久,,數(shù)千人手捧蠟燭走上舊金山街頭,呼吁政府投入資金研究這種新病毒,。有人舉起標(biāo)語(yǔ)“為我們的生命而戰(zhàn)”,,有人一邊唱圣歌一邊哭泣?;貞洰?dāng)時(shí)的情景,,一位患者的母親感慨,“那時(shí)艾滋病是如此陌生,,而我們是如此絕望”,。
花了30多年時(shí)間,,科學(xué)家才一點(diǎn)點(diǎn)還原出HIV感染細(xì)胞的過(guò)程。這種球狀病毒的外殼上覆蓋著大量的糖,,相當(dāng)于披上了“隱身衣”,,讓它能在免疫細(xì)胞眼皮底下活動(dòng)。更致命的是,,HIV伏擊的正是免疫細(xì)胞中的特種部隊(duì)——T淋巴細(xì)胞,。悄悄接近這位殺手前,HIV不斷地變換形態(tài),,直至抵達(dá)必經(jīng)之門(mén),。
接著,刺客亮出原形,,抓住“門(mén)把手”,,倏忽一閃,進(jìn)入細(xì)胞體內(nèi),。它的身手極快,細(xì)胞發(fā)現(xiàn)這位不速之客時(shí),,基本已經(jīng)失去抵抗機(jī)會(huì),。
正因?yàn)镠IV變化多端,疫苗研制相當(dāng)困難,。根據(jù)某種HIV病毒特征研發(fā)出的疫苗,,對(duì)另外一種病毒亞型可能完全無(wú)效。
在不用藥的情況下,,絕大多數(shù)感染者將面臨免疫系統(tǒng)的全面崩潰,。
只有兩類(lèi)幸運(yùn)兒除外。一類(lèi)人天生擁有變異的CCR5基因,,比例不到1%,。他們細(xì)胞膜上一個(gè)關(guān)鍵的“門(mén)把手”不能被HIV識(shí)別,使得它無(wú)法進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),。這類(lèi)人不會(huì)被HIV病毒感染,。
還有另一類(lèi)幸運(yùn)兒,比例不到5%,。他們最初不能攔截HIV病毒,,但一段時(shí)間后,他們體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生能識(shí)別病毒關(guān)鍵部位的抗體,。它們是有效的生物武器,,能阻斷HIV的入侵之路。這些人被感染后,,即便長(zhǎng)期不用藥也不會(huì)發(fā)病,。
在疫苗研發(fā)上屢屢碰壁后,,一些研究者開(kāi)始逆向思維,轉(zhuǎn)向?qū)ふ抑苯影l(fā)揮功效的有效抗體,。
張林琦長(zhǎng)期搜尋著一群特殊的感染者,。他們可能感染了HIV十多年,但身體安然無(wú)恙,。由于雞尾酒療法的普及,,這類(lèi)人如今越來(lái)越難尋到。那些沒(méi)接受過(guò)治療的早期患者,,成了張林琦研究的重點(diǎn),。
在張林琦看來(lái),這些特殊的感染者可能是人類(lèi)擊敗HIV的關(guān)鍵,。學(xué)術(shù)界給他們?nèi)×艘粋€(gè)酷炫的名字——“精英感染者”,。
一加一大于二
2009年,一位女性精英感染者成了突破口,。美國(guó)科學(xué)家從她的血清中分離出兩種抗體,。HIV病毒亞型眾多,但這兩種抗體對(duì)70%以上的HIV毒株有效,。這類(lèi)抗體被稱(chēng)為“廣譜中和抗體”,。
次年,一種高效率分離抗體的技術(shù)問(wèn)世,。廣譜中和抗體迅速成為艾滋病領(lǐng)域最熱門(mén)的研究方向之一,。
也是在這一年,陳志偉將目光從疫苗轉(zhuǎn)向抗體,。越來(lái)越多的廣譜中和抗體被發(fā)現(xiàn),,但尚無(wú)任何一種對(duì)所有類(lèi)型的HIV病毒有效,這位學(xué)者開(kāi)始琢磨:如果把兩種抗體組合在一起,,能否實(shí)現(xiàn)百分之百的有效性,?
陳志偉最終挑選出兩種抗體。一種能結(jié)合HIV外殼上的蛋白,,在病毒還未靠近細(xì)胞時(shí)便將其抱?。灰环N能抓住細(xì)胞膜上另一個(gè)關(guān)鍵的“門(mén)把手”CD4蛋白,,將病毒進(jìn)入細(xì)胞的門(mén)堵住,。此外,他還設(shè)計(jì)出串聯(lián)組合方式,,讓新抗體擁有多條“手臂”,,更好地?cái)r截病毒。
他經(jīng)歷了枯燥的重復(fù),。陳志偉和學(xué)生從20多種廣譜中和抗體中進(jìn)行初步篩選,,將挑選的抗體用不同形式兩兩組合,,比較它們的效果。接著是系統(tǒng)性的比較,,將其中4種兩兩搭配,,再將組合抗體分別和124種不同亞型的毒株混合,比較抗體的有效性,。
大量的重復(fù)實(shí)驗(yàn)表明,,“一加一大于二”。兩種抗體組合,,能增強(qiáng)對(duì)病毒的抑制能力,,比兩者分別作用的效果加起來(lái)還要好。
完成這些實(shí)驗(yàn)并不容易,,需要多家國(guó)內(nèi)頂尖的艾滋病研究機(jī)構(gòu)緊密合作,。實(shí)驗(yàn)中用到的124株HIV毒株,分別來(lái)自深圳第三人民醫(yī)院,、清華大學(xué),、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)及一家美國(guó)的研究機(jī)構(gòu)。清華大學(xué)完成了相當(dāng)一部分實(shí)驗(yàn),,上海巴斯德研究所幫助協(xié)調(diào)了實(shí)驗(yàn)所需抗體的生產(chǎn),。
陳志偉的3屆研究生都撲在這些實(shí)驗(yàn)上。他們每天都要和HIV病毒打交道,,做實(shí)驗(yàn)時(shí)必須戴上兩層厚厚的橡膠手套。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)短期出不了成果,,有學(xué)生中途想要退出,,也有學(xué)生的家人因恐懼堅(jiān)決反對(duì)。
找到好的抗體搭配后,,還要通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證,。實(shí)驗(yàn)所需的人源化免疫缺陷小鼠,又難住了陳志偉,。
這種定制的小鼠并非普通老鼠,。要先敲除它們的免疫基因,注入人類(lèi)的免疫細(xì)胞,,再進(jìn)行培養(yǎng),。使用這些小鼠,能很好地反映病毒和人類(lèi)免疫細(xì)胞的相互作用,。在國(guó)內(nèi),,當(dāng)時(shí)還沒(méi)有機(jī)構(gòu)能生產(chǎn)這種老鼠。
和一家美國(guó)公司簽訂繁瑣的協(xié)議后,,陳志偉總算將實(shí)驗(yàn)所需的“種子”小鼠引入香港,。一只人源化免疫缺陷小鼠價(jià)值1000美元,,它們極其脆弱,只能在無(wú)菌的玻璃罩下生活,。陳志偉的學(xué)生每天給它們喂食,,注藥,極其小心地照顧它們,。
受限于條件,,新藥的小鼠實(shí)驗(yàn)樣本量不算大。在進(jìn)行最后一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí),,13只小鼠中還死掉了一只,。不過(guò),陳志偉認(rèn)為,,“能做到這個(gè)數(shù)量,,已經(jīng)很不容易”。
新抗體的預(yù)防效果符合預(yù)期,,提前注射的抗體保護(hù)了小鼠不受HIV病毒侵染,。但到了檢驗(yàn)治療效果的環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)結(jié)果出乎陳志偉意料,。
反向促進(jìn)疫苗研制
連續(xù)3周,,陳志偉的團(tuán)隊(duì)給幾組小鼠分別注射高濃度的不同藥物,然后停藥,,檢測(cè)血液中的病毒量,。結(jié)果顯示,無(wú)論是雞尾酒療法,、注射BiIA-SG抗體還是兩者合用,,都無(wú)法徹底殺死HIV病毒。一停藥,,HIV又猖獗起來(lái),,在小鼠體內(nèi)快速?gòu)?fù)制。
HIV之所以格外頑強(qiáng),,是因?yàn)樗鼈兡懿剡M(jìn)細(xì)胞,,將自己的基因與宿主細(xì)胞的遺傳物質(zhì)整合,讓宿主細(xì)胞徹底成為俘虜,。當(dāng)藥物發(fā)揮作用時(shí),,一小部分被感染的細(xì)胞會(huì)巧妙偽裝,它們停止復(fù)制病毒的基因信息,,逃過(guò)藥物的轟炸,。停藥后,這些潛伏庫(kù)中的細(xì)胞又被激活,繼續(xù)幫助病毒復(fù)制擴(kuò)散,。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果意味著,,在短時(shí)間內(nèi),BiIA-SG抗體同樣無(wú)法殺死潛伏庫(kù)中的病毒,。
陳志偉又嘗試了另一種操作方法,。他將BiIA-SG抗體的基因編碼搭載在腺相關(guān)病毒上,注射進(jìn)小鼠體內(nèi),,連續(xù)11周監(jiān)測(cè)病毒量,。大多小鼠血液中的病毒量逐漸下降至無(wú)法檢測(cè)出的水平。
但這并不一定意味著,,HIV真的全被圍剿了,。為了進(jìn)一步確認(rèn),陳志偉的團(tuán)隊(duì)從小鼠脾臟中抽取了100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞,,將表面抗體洗凈,,再注射進(jìn)未感染小鼠體內(nèi)。
這次的結(jié)果令陳志偉“相當(dāng)吃驚”:一共12只未感染的小鼠,,HIV在7只身上“死而復(fù)生”,。剩下5只,沒(méi)有任何被HIV感染的跡象,。
陳志偉推測(cè),,清除部分小鼠體內(nèi)HIV病毒的效果,或許與腺相關(guān)病毒作為基因工程載體有關(guān),。但其中具體的機(jī)制如何,,陳志偉暫時(shí)無(wú)法作出解釋。這將是他下一階段的研究重點(diǎn),?!翱茖W(xué)研究經(jīng)常就是這樣,先發(fā)現(xiàn)結(jié)果,,再返過(guò)去尋找其中的原理?!?/p>
不久前,,陳志偉來(lái)北京參加香山科學(xué)會(huì)議。當(dāng)他交流分享這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí),,在場(chǎng)的專(zhuān)家也很驚訝,。其中一位美國(guó)專(zhuān)家在猴子身上做實(shí)驗(yàn)時(shí),曾發(fā)現(xiàn)類(lèi)似的結(jié)果,。
“我們的研究是站在前人的肩膀上,。”陳志偉坦言,如果沒(méi)有前輩尋找精英感染者,,大浪淘沙般篩選出廣譜中和抗體,,他和合作者不可能通過(guò)創(chuàng)新研發(fā)出新藥。
目前BiIA-SG的半衰期只有3天左右,。張林琦期待,,未來(lái)能進(jìn)一步延長(zhǎng)半衰期,或許將來(lái)可以實(shí)現(xiàn)半年打一針抗體,,對(duì)高危人群起到保護(hù)作用,。
抗體療法只是攻克艾滋病的眾多可能途徑之一。還有不少研究者正致力于研發(fā)疫苗,、敲除細(xì)胞內(nèi)的CCR5基因或激活病毒潛伏庫(kù),。在張林琦看來(lái),抗體療法是目前很有希望取得突破的一種,。
不過(guò),,他還是期待,抗體研究最終能為疫苗研發(fā)帶來(lái)啟發(fā),。畢竟,,持續(xù)注入抗體既不經(jīng)濟(jì)也不方便。如果能弄清這些抗體發(fā)揮作用的具體過(guò)程,,找到在HIV動(dòng)態(tài)進(jìn)入細(xì)胞前抗體識(shí)別的關(guān)鍵抗原,,或許就能逆向設(shè)計(jì)出疫苗。
這需要更多的資金和時(shí)間,。陳志偉和合作者研發(fā)的新藥同樣需要時(shí)間來(lái)檢驗(yàn),。陳志偉理解那些心情急迫的咨詢(xún)者,但他只能遺憾地回復(fù),,目前新藥剛進(jìn)入靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段,,距離進(jìn)入患者期盼的臨床試驗(yàn)階段至少還有3到5年。
11年前,,先后患上艾滋病和白血病的“柏林病人”,,通過(guò)移植CCR-5基因變異者的骨髓奇跡般治愈了艾滋病。但他的幸運(yùn)幾乎是無(wú)法復(fù)制的孤本,,后續(xù)6位效仿者接連死亡,。
如今,誰(shuí)都無(wú)法預(yù)言,,源自精英感染者體內(nèi)的抗體,,未來(lái)能否讓奇跡再現(xiàn)。記者 郭路瑤
編輯:趙彥
關(guān)鍵詞:攻防艾滋病 雞尾酒療法
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