令人振奮的意外治愈:基因療法艾滋病治療新希望
來源: 南方周末(廣州)
核心提示：艾滋病最為理想預(yù)防手段是接種疫苗，但臨床卻未發(fā)現(xiàn)一種疫苗在接種之后對(duì)HIV病毒進(jìn)行有效預(yù)防；去年11月30日《自然》刊登一研究論文稱為小鼠一次性注射含有抗體基因的病毒載體之后可對(duì)HIV病毒長(zhǎng)期免疫。這些都將治療預(yù)防指向了“基因療法”。
2011年是首個(gè)艾滋病（AIDS）病例確診30周年。自1981年在紐約七名同性戀青年中發(fā)現(xiàn)艾滋病以來，該病已累計(jì)致死2500萬人。每年新增 HIV感染病例3300萬人，新增患者260萬。目前，臨床上尚不能根治該病，廣為使用的“抗逆轉(zhuǎn)錄病毒療法”（雞尾酒療法）僅能有限地延緩病程發(fā)展。
2011年5月，在《血液》上刊發(fā)的論文顯示：一名白血病患者在進(jìn)行骨髓移植后，竟意外地治愈了艾滋病，這被稱為世界上首例艾滋病“痊愈”患者。
面對(duì)艾滋病驚人的流行性和致死率，最為有效的預(yù)防手段當(dāng)屬接種疫苗。然而，目前臨床上沒有一種疫苗接種后，能對(duì)HIV病毒進(jìn)行有效的預(yù)防。2011年11月 30日，《自然》雜志刊登美國(guó)加州理工學(xué)院大衛(wèi)·巴爾的摩教授（David Baltimore）的研究論文：小鼠一次性肌肉注射含有抗體基因的病毒載體后，便可對(duì)HIV病毒長(zhǎng)期免疫。
無論是骨髓移植治愈艾滋病，還是病毒載體令小鼠長(zhǎng)期免疫HIV病毒，都將艾滋病的預(yù)防和治療指向了“基因療法”。
善于偽裝的病毒
理論上說，當(dāng)HIV病毒感染機(jī)體時(shí)，人體免疫系統(tǒng)所具有“免疫監(jiān)視”功能，本應(yīng)及時(shí)地發(fā)現(xiàn)并清除病毒：體液免疫系統(tǒng)可以產(chǎn)生抗體“中和”病毒；細(xì)胞免疫系統(tǒng) 則可直接清除被病毒感染的細(xì)胞。但是，面對(duì)機(jī)體的“免疫監(jiān)視”，HIV病毒猶如巧妙地偽裝了自己，不被免疫系統(tǒng)所發(fā)現(xiàn)。
HIV病毒分為兩種 亞型（HIV-1，HIV-2），即使同一亞型的病毒在不同患者體內(nèi)，病毒的毒株也不相同。實(shí)驗(yàn)室中針對(duì)某一毒株的所開發(fā)疫苗或抗體，往往臨床上不能對(duì)所 有患者適用。2010年《科學(xué)》雜志刊文，發(fā)現(xiàn)能夠中和95%以上HIV毒株的抗體，但是據(jù)此設(shè)計(jì)能夠中和所有HIV毒株的疫苗，也難度不小。
此外，病毒包膜外殼所具有眾多抗體結(jié)合位點(diǎn)（藥物靶點(diǎn)），要么難以接近，要么高度變異，這也進(jìn)一步增加了設(shè)計(jì)疫苗的難度。而就細(xì)胞免疫而言，HIV病毒感染后存在很長(zhǎng)時(shí)間的“窗口期”。此時(shí)，感染病毒的細(xì)胞并未大量增殖。細(xì)胞免疫根本無法識(shí)別它。
有了以上“偽裝策略”，HIV病毒就可以輕易避開免疫系統(tǒng)的監(jiān)視，發(fā)生“免疫逃逸”，并進(jìn)一步引發(fā)機(jī)會(huì)性感染等免疫缺陷并發(fā)癥。
艾滋病病例發(fā)現(xiàn)的前一年（1980年），世界衛(wèi)生組織宣布人類通過接種疫苗，已經(jīng)消滅了天花。HIV病毒發(fā)現(xiàn)之初，又恰逢重組乙肝疫苗成功問世。所以，當(dāng)時(shí) 人類曾樂觀認(rèn)為：通過疫苗可以成功地預(yù)防HIV病毒感染。但是，近三十年里，雖然在艾滋病的基礎(chǔ)研究和HIV病毒學(xué)免疫學(xué)研究不斷取得突破，艾滋病疫苗的 設(shè)計(jì)理念也由從誘導(dǎo)“體液免疫”產(chǎn)生抗體、調(diào)整至介導(dǎo)T細(xì)胞產(chǎn)生“細(xì)胞免疫”。但是，真正有效預(yù)防HIV感染的疫苗卻遲遲不能問世。
2008年默克公司在當(dāng)時(shí)堪稱“設(shè)計(jì)完美”的疫苗，經(jīng)過3000人次的“STEP”臨床試驗(yàn)后，宣告失敗。目前為止，臨床上最為有效的疫苗當(dāng)屬“RV144”，其 預(yù)防HIV感染的成功率也不過是31%，這在臨床上基本沒有應(yīng)用價(jià)值。近日，陰道凝膠（替諾福韋）因感染防護(hù)率低也被緊急叫停臨床試驗(yàn)。
面對(duì)可以偽裝的HIV病毒，和進(jìn)展緩慢的傳統(tǒng)疫苗，人們不得不開始反思艾滋病的預(yù)防和治療策略。此時(shí)，新興的基因療法或許是破除艾滋病防治迷局的一個(gè)選擇。
“不治而愈”的患者
2011年，媒體廣為報(bào)道的首個(gè)艾滋病“痊愈”患者，實(shí)際上因?yàn)榘籽≡?007年被迫接受骨髓移植手術(shù)。恰巧骨髓供體者帶有變異的CCR5基因。該基因可以令 HIV病毒不能正常感染機(jī)體。骨髓移植手術(shù)成功后，患者在治愈白血病的同時(shí)，其體內(nèi)的免疫系統(tǒng)發(fā)生了“免疫重建”：患者的免疫系統(tǒng)被骨髓供者免疫系統(tǒng)完全 取代，艾滋病也就自然“不治而愈”。
2009年，病人連續(xù)二十個(gè)月未服用“抗逆轉(zhuǎn)錄病毒酶”藥物，體內(nèi)依舊沒有檢測(cè)出HIV病毒。醫(yī)生謹(jǐn)慎 地將該病例，以“通過骨髓移植長(zhǎng)期控制HIV病毒”為題刊發(fā)在《新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志》。2011年5月，又將進(jìn)一步的驗(yàn)證患者“治愈”的結(jié)果，以“通過骨髓 移植治愈艾滋病患者的證據(jù)”為題刊發(fā)在《血液》雜志上。
該研究以“病例個(gè)案”的形式進(jìn)行報(bào)道，多年后HIV病毒是否會(huì)復(fù)發(fā)、該療法是否適用 于其他患者都不得而知。“骨髓移植”這種傳統(tǒng)基因治療手段，若作為大規(guī)模的艾滋病治療方案，基本不具可行性。因?yàn)檫@不僅需要供者體內(nèi)含有CCR5變異基 因，而且受體與供者要通過嚴(yán)格的骨髓配型。此外，移植手術(shù)難度大、風(fēng)險(xiǎn)高、治療成本大。所以，該方法應(yīng)用于艾滋病的臨床治療幾無可能。
但是，首例艾滋病治愈患者的出現(xiàn)，還是引起了科學(xué)界和公眾的濃厚興趣。因?yàn)樵摬±辽僬f明了，基因療法在艾滋病治療領(lǐng)域大有可為。
“基因療法”是一種將目的基因?qū)胧荏w者體內(nèi)，起到預(yù)防、治療疾病的臨床效果。為了讓目的基因在人體內(nèi)長(zhǎng)期、有效的表達(dá)，具有永生性和分化能力的造血干細(xì)胞， 常常是基因療法中靶細(xì)胞的首選。最近幾年，由于肌肉細(xì)胞轉(zhuǎn)基因操作更為簡(jiǎn)便，體內(nèi)存活時(shí)間長(zhǎng)（超過十年），也開始成為靶細(xì)胞的候選。而充當(dāng)轉(zhuǎn)移目的基因運(yùn) 輸載體的，往往是腺病毒、慢病毒等病毒載體。
2009年，《自然·醫(yī)學(xué)》雜志刊登論文顯示，在目前最大規(guī)模的艾滋病基因療法二期臨床中，對(duì)74名受試者而言，基因療法整體安全、有效。
“免疫工程”理論
加州理工學(xué)院前校長(zhǎng)巴爾的摩教授，1975年因發(fā)現(xiàn)“RNA逆轉(zhuǎn)錄酶”而榮獲諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，這正是研究HIV病毒復(fù)制、傳播的理論基礎(chǔ)。目前臨床上使用最為 廣泛的“雞尾酒療法”，也是通過抑制HIV逆轉(zhuǎn)錄酶活性來延緩病情的發(fā)展。不僅如此，近幾十年來，巴爾的摩教授一直是艾滋病防治領(lǐng)域的頂級(jí)科學(xué)家，他的實(shí) 驗(yàn)室所倡導(dǎo)的“免疫工程”理論，一直走在艾滋病“基因療法”研究的前沿。
“免疫工程”（Engineering immunity）綜合了基因療法、免疫療法、干細(xì)胞療法等技術(shù)，借助腺病毒、慢病毒等載體，將能夠中和HIV病毒的抗體基因?qū)敫杉?xì)胞。后者重新植入體 內(nèi)后，能夠分泌抗體預(yù)防和治療艾滋病。因?yàn)楦杉?xì)胞的永生性和分化能力，所以，借助“免疫工程”技術(shù)能夠使機(jī)體對(duì)于HIV病毒的終身免疫，巴爾的摩教授也將 此稱為“免疫預(yù)防”（immunoprophylaxis）。
2005年，巴爾的摩教授在《美國(guó)科學(xué)院院刊》上的文章：若干抗癌基因（腫瘤T細(xì)胞受體基因）可以導(dǎo)入小鼠造血干細(xì)胞，并成功在體內(nèi)有效表達(dá)。這種方法在腫瘤的基因治療中具有方法學(xué)的意義。這也證明了“免疫工程”技術(shù)，通過改造機(jī)體免疫系統(tǒng)治療疾病的可行性。
“免疫工程”能夠具有抗癌的作用，那么能不能用于艾滋病的預(yù)防呢？
2009年，巴爾的摩的實(shí)驗(yàn)室在《血液》上發(fā)表論文：通過慢病毒介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移，能夠讓小鼠產(chǎn)生中和HIV病毒的廣譜性抗體。同年，《自然醫(yī)學(xué)》雜志也刊發(fā)了一篇類 似的論文，同樣采取病毒載體進(jìn)行基因治療，可以令恒河猴對(duì)SIV病毒產(chǎn)生免疫。而“恒河猴與SIM病毒”正是艾滋病研究中最常使用的動(dòng)物模型。
產(chǎn)生抗體的肌肉細(xì)胞
傳統(tǒng)的基因療法采取“干細(xì)胞移植法”：從患者體內(nèi)取出骨髓干細(xì)胞，導(dǎo)入目的基因后再重新植入患者體內(nèi)。如此操作不僅手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)大，而且步驟繁瑣，每一步都需花 費(fèi)數(shù)千美元。為此，巴爾的摩實(shí)驗(yàn)室免疫工程課題組首席科學(xué)家楊莉莉博士（lili yang）與其丈夫南加州大學(xué)的王品（Pin Wang）副教授，共同開發(fā)了“靶向基因轉(zhuǎn)導(dǎo)”的方法。該方法可直接將整合有目的基因的病毒載體，直接注入干細(xì)胞。這就避開了傳統(tǒng)“干細(xì)胞移植”的風(fēng)險(xiǎn)。 若該技術(shù)成熟，干細(xì)胞基因療法的治療成本有望降至100美元。
另外，該課題組開始使用肌肉細(xì)胞代替干細(xì)胞，作為基因療法的靶細(xì)胞。前者雖不具有干細(xì)胞的永生性和分化能力，但是其在體內(nèi)較長(zhǎng)時(shí)間的存活期，也能保證預(yù)防效果長(zhǎng)達(dá)10年以上，甚至有望實(shí)現(xiàn)終身免疫！
巴爾的摩發(fā)表在2011年11月30日《自然》雜志上的論文表明：抗體基因借助腺相關(guān)病毒載體(AAV)，采用肌肉注射法轉(zhuǎn)移至小鼠體內(nèi)后。小鼠對(duì)HIV病 毒的免疫力，是常規(guī)暴露感染時(shí)的一百倍。而且52個(gè)星期后，小鼠體內(nèi)的抗體水平依然能夠中和HIV病毒。這意味著，一次性的免疫治療也許就可以讓機(jī)體對(duì) HIV病毒長(zhǎng)期免疫！
近年不斷出現(xiàn)基因療法治愈癌癥、白血病、糖尿病、帕金斯癥、血友病等的報(bào)道。但是，基因療法整體而言尚處于臨床研究階段。基因療法中使用的目的基因會(huì)永久地整合至體細(xì)胞基因組中，其潛在的風(fēng)險(xiǎn)性需要進(jìn)一步研究。
巴爾的摩自己也承認(rèn)，嚙齒類的動(dòng)物模型與人體差異很大，倘若基因療法導(dǎo)入的基因引起人體的免疫反應(yīng)，那么該療法會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的副作用。目前，巴爾的摩教授正和費(fèi)城兒童醫(yī)院的學(xué)者聯(lián)合，爭(zhēng)取在2012年獲得進(jìn)行人體試驗(yàn)的批準(zhǔn)。
面對(duì)基因療法預(yù)防HIV感染的價(jià)值與風(fēng)險(xiǎn)，正如巴爾的摩本人所言：“我們何不一試，因?yàn)槲覀儎e無選擇。”
