艾滋病被发现40多年,为何疫苗始终“难产”

2022-12-02 10:29:00     来源:中国科技网

科技日报记者 陈曦

12月1日是第35个世界艾滋病日,我国今年的宣传活动主题为“共抗艾滋 共享健康”。据国家卫健委发布的《2021年全国法定传染病报告发病死亡统计表》显示,2021年全国艾滋病的发病数为60154例,因艾滋病死亡的人数为19623人,是报告死亡数排名第一的法定传染病。

HIV疫苗为何如此难产

随着科技的发展,众多疾病都因有效的疫苗问世而被攻克。目前距离艾滋病被发现命名已有40多年,但仍没有有效的预防疫苗问世。HIV疫苗为何如此难产?

“全球科学家和产业界从未停止过对HIV疫苗的研发,然而至今没有找到‘阿喀琉斯之踵’。”天津大学生命科学学院教授王涛介绍,HIV是RNA病毒,与同是RNA病毒的新冠病毒一样,它具有很高的基因突变率;而比新冠病毒更棘手的是,HIV还是逆转录病毒。

通常情况 下,遗传信息的传递方向是DNA→RNA→蛋白质,但逆转录病毒要先把RNA逆转录形成DNA,再整合进宿主细胞的DNA,随着细胞基因组一起复制。“逆 转录出错率很高,在一个艾滋病患者身上早期和晚期的病毒都可能不一样。这样一来,原先产生的抗体就不能与它结合,疫苗就无效了。”王涛说。

第二个难题在于HIV保护性抗原少得可怜,还容易脱落,而且保护性抗原高度糖基化。王涛解释说,病毒保护性抗原多,疫苗才能诱导强有力地免疫。高度糖基化就像是一面“糖盾”,HIV的保护性抗原躲在“糖盾”后面,阻止疫苗去识别HIV的保护性抗原。

第三个难题是HIV可以建立起潜伏感染,并且可以通过细胞间进行传播。“疫苗的原理就是诱导产生抗体,病毒离开被感染细胞,抗体才能去结合,阻断病毒去感染下一个细胞。”王涛说,但是HIV可以不出细胞,通过细胞之间的接触就可以相互感染,从而逃过疫苗的“狙击”。

第四个难 题是HIV可直接侵犯免疫系统和中枢神经系统。如果疫苗诱导免疫系统过强,就直接破坏人体自身免疫系统,而疫苗诱导太弱则无效,因此HIV疫苗必须找到诱 导免疫的平衡点。此外,HIV对中枢神经系统的侵犯因为血脑屏障阻挡了疫苗产生的免疫效应,因此很难在中枢神经系统中清除潜伏感染的病毒。

最后一个难点就是缺乏能如实产生人类获得性免疫缺陷综合征(艾滋病)的动物模型。由于HIV不能感染除黑猩猩外其他动物,没有合适的动物模型,无法模拟整个疾病发生过程,很难或者成本极高。

暴露前预防为HIV预防多层保护

虽然目前艾滋病还不可治愈,也没有有效的疫苗,但艾滋病毒感染是可以预防的。随着对艾滋病研究的深入,除了暴露后预防(PEP),还可以通过暴露前预防(PrEP)多增加一层保护。

目前艾滋病的传播途径已经非常明确,主要有血液传播、母婴传播和性接触传播,针对上述三种途径,预防HIV感染的主要措施包括:切断HIV的性接触传播,正确使用安全套进行安全的性行为;拒绝毒品,不共用针具;避免医源性的艾滋病传播;阻断艾滋病的母婴传播途径。

除了常规 的预防措施外,艾滋病毒的PEP也尤为重要。“PEP强调‘暴露于高HIV感染风险之后’,是指尚未感染HIV的人在发生可能的暴露后,在72小时之内服 用特定的抗病毒药物,连续服用28天可以预防HIV感染的方法。”天津市第二人民医院感染内科主任医师马萍介绍,PEP通常越早越好,一般在高危行为后2 小时内使用阻断药物预防效果最好,在24小时内通常也有效。药物可以阻止艾滋病毒侵入人体和扩散,最晚不要超过72小时。

“不过 PEP只适用于HIV高危行为发生次数较少或者频率较低的人群,HIV高危行为更频繁的人群则更适合采用PrEP。”马萍说,“之所以PrEP可以预防 HIV,其主要原理是药物有效成分会进入细胞内,中止HIV侵袭细胞过程中的逆转录过程,阻止HIV病毒RNA通过逆转录合成HIV病毒DNA,从而阻断 HIV进入细胞核,避免HIV感染的发生。”

需要注意的是,只有明确为HIV阴性且处于HIV高暴露风险人群才可使用PrEP,特别要注意处于HIV感染窗口期(一般在发生危险行为后4周)。马萍提醒,如果已经感染,错误地使用了PrEP方案用药,可能会导致病毒耐药。一定要在医生指导下用药,不能自行服药。

人类抗击HIV进化史

· HIV病毒的发现让人类认识了艾滋病

艾滋病的 最初发现要追溯至1981年的美国西海岸,1982年,这一疾病被正式命名为“获得性免疫缺陷综合征(AIDS)”,我国将其音译为“艾滋病”。实质性的 突破发生在1983年,法国两位科学家,成功地从感染者体内分离得到一类新型逆转录病毒。经过一系列鉴定,科学界向全世界宣告证明:艾滋病的病原体是“人 类免疫缺陷病毒”,简称HIV。HIV的成功鉴定极大地鼓舞了学界和社会战胜疾病的信心,两位法国科学家也最终于2008年被授予诺贝尔生理学或医学奖。

· “鸡尾酒疗法”的出现让艾滋病成为慢性病

从HIV病原体被成功鉴定的那一刻起,科学家便有了攻克艾滋病的明确目标和坚定方向:清除病毒、保护免疫系统。

20世纪 90年代中期,美籍华裔科学家何大一博士基于病毒感染的数学模型,创造性地提出了将几类不同靶点机制的药物联用的“鸡尾酒疗法”,也称作“高效联合抗逆转 录病毒疗法”。基于这一治疗策略,HIV感染者体内的病毒载量大幅降低并长期维持在无法检测到的水平,有效延缓了疾病进展、大大降低了死亡率。由于在艾滋 病研究领域的杰出成就,何大一博士也在1996年被美国《时代》周刊评为当年的“年度风云人物”。

· HIV“精英控制者”带给人们希望

人类在抗HIV过程中,也迎来了意外收获。世界上有少部分人因具有一类CCR5(即HIV病毒共受体)基因突变,对HIV感染具有天然免疫力。

2006年,柏林一位艾滋病人因患上白血病不得不接受骨髓移植治疗,其主治医师谨慎大胆地选择移植了CCR5突变者的造血干细胞。随后奇迹发生了:骨髓移植不仅治好了白血病,病人体内的HIV病毒也彻底消失,且此后十几年里都再未检测到HIV病毒。

著名的 “柏林病人”第一次证明了艾滋病可以被“完全治愈”,尽管这一方法风险很高、不具有普适性,却极大鼓舞了全世界的信心,促进了更多的探索。临床上发现,艾 滋感染群体会有极小比例的一群“精英控制者”:他们不需服药便能将病毒控制在极低水平,免疫系统功能始终正常而不发病。这类情况也被称为“功能性治愈”, 其原因之一便是患者体内可成功诱导出“广谱中和抗体”,能够高效阻断各类HIV毒株的感染。

此后又出现了“伦敦病人”“纽约病人”,针对这类抗体的研究和利用,将是实现艾滋病“功能性治愈”的重要潜在手段。


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