新冠疫苗研发成功后不久,网上就开始讨论,新冠疫苗仅用1年多就研发成功,为何艾滋病毒疫苗多年研发无果?
我们知道,2003年国家实行免费抗病毒治疗后,艾滋病已变为可控的慢性病,但因为每个病人需要终身服用药物来抑制病毒逆转录,带来的经济负担还是较大的。
更重要的是,对艾滋病人影响更大的是歧视和不理解,所以研发出一种HIV疫苗非常重要,国家在这方面的投入也不少。那为什么却没有结果呢?
疫苗是如何起作用的
我们知道,疫苗的作用就是把死的病毒或病毒的特殊成分打入血液,让免疫系统提前认得到他们的模样,并产生相应的抗体和记忆细胞,以后病毒再入侵的时候我们的免疫系统就能很快反应过来并处理掉。那这里就有两个关键的地方:
1、相对固定的病毒成分。如果病毒经常变异,这次打了病毒a的疫苗,机体认到病毒a,但下次感染的时候病毒a变异成了病毒b(指关键的识别部位发生改变,病毒还是一种病毒),那之前打的疫苗就失去了作用。
2、完整的免疫系统。有兵才能打仗嘛,免疫系统完整才杀病毒
我们现有的病毒疫苗如百日咳疫苗,破伤风疫苗,新冠疫苗都有相对固定的病毒成分,它们也不破坏免疫系统。而HIV病毒则不同。
善变的hiv病毒
HIV病毒是逆转录病毒,它进入细胞后,会把自己的遗传物质rna逆转录成dna,然后并入CD4T细胞的dna里面,再转录为自己的rna,相当于先做个自己遗传物质的倒模,再用这个倒模来生产新的遗传物质,但是HIV在这个过程中偷懒了,没有对倒模做检查和校正,很容易出错,倒模复制出来的遗传物质“千奇百怪”,“错误”的基因表达出来的蛋白质外壳也就不尽相同(临床上叫基因突变),结果正是因为这个错误,使得HIV病毒善于伪装。
假如疫苗带给我们的信息是戴着一顶帽子的hiv病毒,但突变后的HIV病毒变成了秃顶,我们的免疫系统再怎么武装精良,一下子也反应不过来。HIV的善变不仅表现在不同个体的HIV病毒不同,在同一个体不同的发病阶段占优势的毒株也是不同的。HIV突变率是新冠病毒的四倍,所以疫苗很难做出来。基因突变也是各种病原菌产生耐药性的重要原因之一,而滥用药物则是帮助这些突变的耐药菌杀掉他们的竞争者,给他们更大的生存空间。
正在研究的疫苗里大部分是窄谱的,针对的只有几种在我国相对流行的毒株,广谱的疫苗还在研究当中。
狡猾的HIV病毒
和其他病毒不同,HIV病毒专攻人体的免疫细胞—CD4T细胞,导致免疫缺陷,CD4T细胞是个相当重要的,能文善武的免疫细胞,文能传达信息,调节免疫,武能上阵杀敌,助我军威。对于其他病毒感染,更多的是侵蚀非免疫系统的细胞和组织,我们的免疫系统得以保持完整,我们只要借助药物抑制病原菌的活动,再协调适当的免疫反应就可以撑过来。
但hiv病毒感染就不是单方面的碾压,而是互相厮杀,在长时间的拉锯战中,免疫系统因为病毒侵蚀和自身的调节逐渐衰弱,直到衰竭。这也使得疫苗研发更加困难。
了解不足
HIV病毒无法感染小型动物模型。猿类的近亲病毒SIV方面的研究也难以直接套用在HIV上,动物实验成本很高。而且现在对HIV病毒感染的作用机制还没有完全弄清楚,尤其是针对HIV病毒的免疫逃逸机制,疫苗的研发过程的一波三折中。之前美国2013年4月底叫停了一项HVTN505艾滋病疫苗临床试验,就是因为接种该疫苗的实验组HIV感染率比对照组的还高,而一开始很多人对这个项目还是充满了信心。同时临床试验也面临很多的问题,即使是经过严格的监控,但是如果疫苗的作用失效的话,那受试者可能面临终身感染的风险,所以对疫苗的研发非常谨慎。
这也是艾滋病发现四十年了还没有研发出合适的疫苗的原因之一。
形势不同
与HIV病毒不同,新冠病毒的遗传物质以自己为模板直接复制,比起HIV病毒少了逆转录,突变相对较少。而且因为新冠是个未知的病毒,通过呼吸道传播,容易造成大流行,所以很快引起国家的重视,在这方面投入了很多,进行了很多创新和改良。而HIV主要在特殊人群中传播,如果做好预防措施就可以很好避免,再加上HIV的作用机制更复杂,就需要科学家慢慢花时间来攻克一个个难关。
实际上一个正常的疫苗开发周期是8年,长的甚至20年,新冠疫苗为了尽快使用,都是紧急上市和附条件使用,有的三期临床试验还没完成,但这也是为了尽快达到全体免疫,为后续的开放国门经济复苏做好准备。
所以HIV疫苗久久不能研发其实总结起来有这几点
技术层面上:
1、HIV比新冠病毒更容易突变
2、HIV直接攻击人体免疫系统
3、对HIV病毒了解还不充分
客观条件上:
1、新冠疫苗没有走完疫苗研发流程
2、国家对此重视程度不同
失败只是成功的铺垫
但是科学家们的研究也不是没有进展,例如比较有希望的马赛克疫苗,通过把HIV病毒的多种主要蛋白拼接到一起,产生更广泛的免疫反应,就算你HIV病毒突变,也不可能一下子把所有的主要蛋白都突变了,故马赛克疫苗对HIV病毒的突变有很好的针对性。但由于在实验中发现了其他的问题,该类型疫苗还是没能成功应用。
而我国对慢性传染病疫苗的研发是走在世界前列的,世界上第一个慢病疫苗是由我国的沈荣显院士成功研发的,现今HIV作为慢性传染病,同样可以借鉴。当其他国家还在用传统的非复制型载体制作疫苗时,我国就开始使用复制型载体,因为它具有更强的免疫原性,诱导出来的免疫反应更强烈,但需要克服安全性问题。相信在不久的将来会出现可行的HIV疫苗。
参考文献
[1] 邵一鸣,刘颖.我国艾滋病疫苗研制的进展[J].中国艾滋病性病,2019,25(10):987-992.
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