病毒“明星”的疫苗
2016年12月22日,國際著名醫(yī)學(xué)雜志《柳葉刀》刊登文章公布,中國的陳薇團隊研發(fā)的重組埃博拉疫苗(rAd5-EBOV)在塞拉利昂開展了500例 II 期臨床試驗,其數(shù)據(jù)表明了該疫苗的安全性和有效性,這標志著中國疫苗在境外臨床試驗取得“零的突破”。
新聞一出,微博上網(wǎng)友們爭相轉(zhuǎn)發(fā),驚嘆埃博拉終于被科學(xué)家制服,中國的科研團隊大出風(fēng)頭。醫(yī)學(xué)界的疫苗研究像這樣受關(guān)注的情況可不多,究其原因,是埃博拉兇悍無比,惡名遠揚。
埃博拉病毒于1976年在非洲埃博拉河地區(qū)被發(fā)現(xiàn),是一種絲狀病毒。它引起的埃博拉出血熱致死率高達50%~90%。據(jù)統(tǒng)計,僅2014年~2015年,埃博拉就已在西非造成了28 600多例感染,其中至少11 298人死亡?;颊呦仁浅霈F(xiàn)高熱、頭痛等類似于感冒的癥狀,之后出現(xiàn)嚴重的嘔吐、腹瀉,繼而發(fā)生凝血功能障礙,鼻腔、口腔出血,皮膚出現(xiàn)出血性水泡,最終死于中風(fēng)、心肌梗死、低血容量休克或多發(fā)性器官衰竭。發(fā)病過程看起來仿佛病人的內(nèi)部器官在不斷溶化,十分恐怖。
大概是因為它的高致死率和恐怖的發(fā)病癥狀,埃博拉在影視劇中頻頻出鏡。如《碟中諜2》《12只猴子》等著名的電影,就是圍繞一種以埃博拉病毒為藍本設(shè)計的人造病毒展開情節(jié)的。《恐怖地帶》更是直接以埃博拉的暴發(fā)作為基本背景。因此,埃博拉雖然只在非洲傳播,卻在世界范圍內(nèi)聲名赫赫,它的疫苗研究自然也引起了人們的關(guān)注。
埃博拉病毒
疫苗大軍各有招
那么,針對如此兇殘的病毒,科學(xué)家是怎么研究出它的疫苗的呢?要知道,疫苗的作用就是讓身體的免疫系統(tǒng)認識這些病毒,在真正受到攻擊時快速作出反應(yīng),驅(qū)逐病原體。要實現(xiàn)這個目的,有多種方式。
我們可將少量篩選到的或在實驗室中雜交得到的活性很低的病原體,在可控的狀態(tài)下注射到人體中,讓免疫系統(tǒng)認識這些入侵者,這就是減毒活疫苗(live‐attenuated vaccine)。
我們也可將病原體完全滅活后產(chǎn)生的碎片注射到人體內(nèi),誘導(dǎo)其產(chǎn)生免疫反應(yīng),這就是滅活疫苗(inactivated vaccine)。這種疫苗中的病原體的生物結(jié)構(gòu)已被破壞,較減毒活疫苗有更高的安全性,但誘導(dǎo)免疫的效果變?nèi)趿恕?/p>
不過,免疫系統(tǒng)并不是通過辨認整個病原體來識別它們的,而是利用固定的特征。打個比方,就像對人只認鼻子或只認胳膊。這種病原體上的能夠被機體特異性地識別的位置,叫作抗原表位(antigenic determinant)。這些位置可被機體識別,并被機體產(chǎn)生的抗體(antibody)特異性地結(jié)合,從而引發(fā)免疫反應(yīng)。利用基因編輯技術(shù),我們可以在實驗室中生產(chǎn)這些病原體的抗原表位,并將這些大分子注射到機體中,這樣既十分安全,又能讓機體產(chǎn)生接近真實的免疫反應(yīng),有更好的免疫效果。這種只利用病原體中特定抗原表位制成的疫苗,叫亞單位疫苗或多肽疫苗(subunit vaccine)。
抗體可以特異性地識別抗原并發(fā)生反應(yīng)
有些疾病,例如破傷風(fēng)、白喉、霍亂等,不是由病原體本身造成的,而是由病原體大量繁殖后產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物——內(nèi)毒素(endotoxin)造成的,對付這些疾病的是類毒素疫苗(toxoid vaccine) 。
此外,還有利用無害微生物將抗原引入人體進行表達的載體疫苗(vector-based vaccine)、僅利用DNA來引入抗原的核酸疫苗(DNA vaccine)等新興疫苗。
中國這次研發(fā)的rAd5-EBOV疫苗是利用較為安全的腺病毒來表達埃博拉病毒中的糖蛋白(glycoprotein)的重組病毒,是一種載體疫苗。糖蛋白是糖基化修飾的蛋白質(zhì),常常是抗體識別的抗原表位。將這種重組病毒注射到人體中后,由于它沒有埃博拉病毒的基因,因此不會導(dǎo)致埃博拉的病癥,但會表達出埃博拉病毒的糖蛋白,從而被免疫系統(tǒng)捕獲、識別。這樣,在真正接觸到能致病的埃博拉病毒時,機體就能快速作出反應(yīng),將疾病扼殺在搖籃之中。
臨床試驗很重要
用于人體的藥都需要反復(fù)地確認其安全性和有效性。只有在動物實驗中證明安全有效的藥物,才能進入臨床試驗。臨床試驗分為0~IV期。臨床0期也叫臨床前期,會進行幾例人體試驗,來了解藥物在人體中的吸收、分布、代謝等藥理學(xué)特征。臨床 I 期會進行幾十例試驗,來檢驗實驗的安全性。如果沒有嚴重的副作用,就會進入臨床 II 期,用幾百例試驗來檢驗藥物的安全性和有效性。之后會進入臨床 III 期,用幾千例試驗來確認藥物的安全性和有效性。之后藥物就可以獲得批準上市了。藥品上市后進入臨床應(yīng)用的檢測研究,這時稱為臨床 IV 期。
rAd5-EBOV疫苗于2014年在中國開展了面向中國人群的臨床 I 期試驗,2015年又在中國開展了面向在華非洲人的 I 期臨床試驗。2016年12月22日,發(fā)表在《柳葉刀》上的文章標志著該疫苗在非洲開展 II 期臨床試驗獲得成功。該疫苗是目前全球首個利用2014年暴發(fā)的埃博拉病毒的基因型制成的,而其他正在研制的疫苗利用的是更早提取的埃博拉病毒的基因型,與目前流行的埃博拉病毒的基因型可能有差異,預(yù)防效果也可能降低。此外,該疫苗為凍干粉劑,可在37℃保存3周以上,這對在非洲抗擊埃博拉疫情也非常有利。
我國目前與非洲各國關(guān)系越來越緊密,商貿(mào)往來、人員進出頻繁,能夠自主研發(fā)出埃博拉病毒疫苗并取得臨床試驗成功,對保證國民的生命和健康安全也具有十分重要的意義。