怎么开电竞俱乐部:“不治而愈”的艾滋病患者与巴尔蒂莫教授的“免疫预防”

图片来自M?nica UEL

今年是首个艾滋病（AIDs）病例确诊30周年，自1981年在纽约七名同性恋青年中发现艾滋病以来，该病已累计致死两千五百万人。每年新增HIV感染病例三千三百万人，新增患者两百六十万患者。目前，临床上不能根治该病，广为使用的“抗逆转录病毒疗法”（鸡尾酒疗法）仅能有限的延缓病程发展。

今年五月份，在著名医学杂志《血液》上刊发的论文显示：一名白血病患者在进行骨髓移植后，竟意外的“治愈”了艾滋病[2]，这被称为世界上首例艾滋病“痊愈”患者。

面对艾滋病惊人的流行性和致死率，最为有效的预防手段当属接种疫苗。然而，目前临床上尚未有疫苗接种后，能够对HIV病毒100%的预防。11月30日，《自然》杂志刊登美国加州理工大学大卫·巴尔蒂莫教授（David Baltimore）的研究论文：小鼠一次性肌肉注射含有抗体基因的病毒载体后，便可对HIV病毒终身免疫。

无论是骨髓移植治愈艾滋病，还是病毒载体令小鼠终身免疫HIV病毒，都将艾滋病的预防和治疗指向了“基因疗法”（gene therapy）。

“善于伪装”的HIV病毒

理论上说，当HIV病毒感染机体时，人体免疫系统所具有“免疫监视”功能，本应及时的发现并清除病毒：体液免疫系统可以产生针对HIV病毒的抗体，去“中和”病毒；细胞免疫系统则直接清除被病毒感染的细胞。但是，面对机体的“免疫监视”，HIV病毒犹如巧妙的伪装了自己，不被免疫系统所发现。

HIV病毒分为两种亚型（HIV-1，HIV-2），即使同一亚型的病毒在不同患者体内，病毒的毒株也不相同。实验室中针对某一毒株的所开发疫苗或抗体，往往临床上不能对所有患者适用。去年《科学》杂志刊文，发现能够中和95%以上HIV毒株的抗体，但是据此设计能够中和所有HIV毒株的疫苗，也难度不小。

此外，病毒包膜外壳所具有众多抗体结合位点（药物靶点），要么难以接近，要么高度变异，这也增加了设计疫苗的难度。同时，就细胞免疫而言，HIV病毒感染后存在很长时间的“窗口期”，此时，感染病毒的细胞并未大量增殖。细胞免疫根本无法识别它。

有了以上“伪装策略”，HIV病毒就可以轻易避开免疫系统的监视，发生“免疫逃逸”，并进一步引发机会性感染等免疫缺陷并发症。

艾滋病病例发现的前一年（1980年），世界卫生组织刚刚宣布通过人类传统的灭活疫苗，已经消灭了天花。HIV病毒发现之初，又恰逢重组乙肝疫苗成功问世。所以，当时人类曾乐观认为：通过疫苗可以成功的预防HIV病毒感染。但是，近三十年，虽然在艾滋病的基础研究和HIV病毒学免疫学研究不断取得突破，艾滋病疫苗的设计理念也由从诱导“体液免疫”产生抗体、调整至介导T细胞产生“细胞免疫”。但是，真正有效预防HIV感染的疫苗却迟迟不能问世。

2008年默克公司在当时堪称“设计完美”的疫苗，经过三千人次的“STEP”临床试验后，宣告失败[4]。截止目前，临床上最为有效的疫苗当属“RV144”，其预防HIV感染的成功率也不过是31%，这在临床上基本没有应用价值。近日，阴道凝胶（替诺福韦）也因感染防护率低也被紧急叫停临床试验。

面对可以伪装的HIV病毒，和进展缓慢的传统疫苗，人们不得不开始反思艾滋病的预防和治疗策略。此时，新兴的基因疗法或许是破除艾滋病防治迷局的一个选择。

“不治而愈”的艾滋病患者

今年，媒体广为报道的首个艾滋病“痊愈”患者，实际上因为白血病在2007年被迫接受骨髓移植手术。恰巧骨髓供体者带有变异的CCR5基因。该基因可以令HIV病毒不能正常感染机体。骨髓移植手术成功后，患者在治愈白血病的同时。其体内的免疫系统已经是发生了“免疫重建”：患者的免疫系统被骨髓供者免疫系统完全取代，艾滋病也就自然“不治而愈”。

2009年，病人连续二十个月未服用“抗逆转录病毒酶”药物，体内依旧没有检测出HIV病毒。医生谨慎的将该病例，以“通过骨髓移植长期控制HIV病毒”为题刊发在《新英格兰医学杂志》。今年五月，又将进一步的验证患者“治愈”的结果，“通过骨髓移植治愈艾滋病患者的证据”为题刊发在《血液》杂志上]。

该研究以“病例个案”的形式进行报道，多年后HIV病毒是否会复发、该疗法是否适用于其他患者都不得而知。“骨髓移植”这种传统基因治疗手段，若作为大规模的艾滋病治疗方案，基本不具可行性。因为这不仅需要供者体内含有CCR5变异基因，而且受体与供者要通过严格的骨髓配型。此外，移植手术难度大、风险高、治疗成本大。可以说，该方法应用于艾滋病的临床治疗几无可能。

但是，首例艾滋病治愈患者的出现，还是引起了科学界和公众的浓厚兴趣。因为该病例至少说明了，基因疗法在艾滋病治疗领域大有可为。

基因疗法是一种将目的基因导入受体者体内，起到预防、治疗疾病的临床效果。为了让目的基因在人体内长期、有效的表达，具有永生性和分化能力的造血干细胞和祖细胞，常常是基因疗法中靶细胞的首选。而充当转移目的基因运输载体的，往往是腺病毒、慢病毒等病毒载体

2009年，《自然·医学》杂志刊登论文显示，在目前最大规模的艾滋病基因疗法二期临床中，对七十四名受试者而言，基因疗法整体安全、有效。

巴尔蒂莫教授的“免疫工程”理论

巴尔蒂莫教授因发现“RNA逆转录酶”而荣获1975年诺贝尔医学奖，而这正是研究HIV病毒复制、传播的理论基础。目前临床上使用最为广泛的“鸡尾酒疗法”，也是通过抑制HIV逆转录酶活性来延缓病情的发展。不仅如此，近几十年来，巴尔蒂莫教授一直是艾滋病防治领域的顶级科学家，他的实验室所倡导的“免疫工程”理论，一直走在艾滋病“基因疗法”研究的前沿。

“免疫工程”（Engineering immunity）综合了基因疗法、免疫疗法、干细胞疗法等技术，借助腺病毒、慢病毒等载体，将能够中和HIV病毒的抗体基因导入干细胞。后者重新植入体内后，能够分泌抗体预防和治疗艾滋病。因为干细胞的永生性和分化能力，所以，借助“免疫工程”技术能够使机体对于HIV病毒的终身免疫，巴尔蒂莫教授也将此称之为“免疫预防”（immunoprophylaxis）。

2005年，巴蒂尔默教授在《美国科学院院刊》上的文章：若干抗癌基因（肿瘤T细胞受体基因）可以导入小鼠造血干细胞，并成功在体内有效表达[9]。这种方法在肿瘤的基因治疗中具有方法学的意义。这也证明了“免疫工程”技术，通过改造机体免疫系统治疗疾病的可行性。

“免疫工程”能够具有抗癌的作用，那么能不能用于艾滋病的预防呢？

2009年，巴蒂尔默教授的实验室在《血液》上发表论文：通过慢病毒介导基因转移，能够让小鼠产生中和HIV病毒的广谱性抗体。同年，《自然·医学》杂志也刊发了一篇类似的论文，同样采取病毒载体进行基因治疗，可以令恒河猴对SIV病毒产生免疫。而“恒河猴与SIM病毒”正是艾滋病研究中最常使用的动物模型。

产生HIV抗体的肌肉细胞

目前的基因疗法采取“干细胞移植法”：从患者体内取出骨髓干细胞，导入目的基因后再重新植入患者体内。如此操作不仅手术风险大，而且步骤繁琐，每一步都需花费数千美元。为此，免疫工程课题组首席科学家杨莉莉博士（lily yang）与其丈夫南加州大学的王品（Pin Wang）教授，共同开发 “肌肉注射”的方法。该方法可以让非免疫细胞如肌肉细胞，产生抗体。这就避开了干细胞移植的风险。若该技术成熟，基因疗法的治疗成本有望降至100美元[8]。

巴蒂尔默教授在最新一期的《自然》杂志上发表研究论文：抗体基因借助病毒载体，采用肌肉注射法转移至小鼠体内后。小鼠对HIV病毒的免疫力，是常规暴露感染时的一百倍。而且52个星期后，小鼠体内的抗体水平依然能够中和HIV病毒。这也意味着，一次性的免疫治疗可以让机体对HIV病毒终身免疫！

近年不断出现基因疗法治愈癌症、白血病、糖尿病、帕金斯症、血友病等的报道。但是，就基因疗法整体，而言尚处于临床研究阶段。基因疗法中使用的目的基因会永久的整合到体细胞基因组中，其潜在的风险性需要进一步研究。

巴蒂尔默教授自己也承认，啮齿类的动物模型与人体差异很大，倘若基因疗法导入的基因会引起人体的免疫反应，那么该疗法会引起严重的副作用。目前，巴蒂尔默教授正和费城儿童医院的学者联合，争取在2012年获得进行人体试验的批准。

面对基因疗法预防HIV感染的价值与风险，正如巴蒂尔默教授所言：“我们何尝不一试，因为我们别无选择”。（生物谷Bioon.com）

参考文献

1.Rappuoli, R. and A. Aderem, A 2020 vision for vaccines against HIV, tuberculosis and malaria. Nature, 2011. 473(7348): p. 463-9.
2.Allers, K., et al., Evidence for the cure of HIV infection by CCR5Delta32/Delta32 stem cell transplantation. Blood, 2011. 117(10): p. 2791-9.
3.Balazs, A.B., et al., Antibody-based protection against HIV infection by vectored immunoprophylaxis. Nature, 2011.
4.Barouch, D.H., Challenges in the development of an HIV-1 vaccine. Nature, 2008. 455(7213): p. 613-9.
5.Zhou, T., et al., Structural basis for broad and potent neutralization of HIV-1 by antibody VRC01. Science, 2010. 329(5993): p. 811-7.
6.Hutter, G., et al., Long-term control of HIV by CCR5 Delta32/Delta32 stem-cell transplantation. N Engl J Med, 2009. 360(7): p. 692-8.
7.Johnson, P.R., et al., Vector-mediated gene transfer engenders long-lived neutralizing activity and protection against SIV infection in monkeys. Nat Med, 2009. 15(8): p. 901-6.
8.von Bubnoff, A., Engineering immunity. IAVI Rep, 2008. 12(4): p. 11-4.
9.Yang, L. and D. Baltimore, Long-term in vivo provision of antigen-specific T cell immunity by programming hematopoietic stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A, 2005. 102(12): p. 4518-23.
10.Luo, X.M., et al., Engineering human hematopoietic stem/progenitor cells to produce a broadly neutralizing anti-HIV antibody after in vitro maturation to human B lymphocytes. Blood, 2009. 113(7): p. 1422-31.
11.Gravitz, L., Gene therapy can protect against HIV. nature, 2011.

（致谢：感谢加州理工大学巴蒂尔默教授实验室 “免疫工程”课题组创始人 首席科学家 杨莉莉（lily yang ）博士对该文的审阅） 于20111212晨