王小莜
35年前(1981年),美國(guó)疾病控制和預(yù)防中心(CDC)發(fā)布了一份醫(yī)學(xué)報(bào)告,記錄了5名神秘的肺部感染同性戀患者。后來(lái),這幾人被診斷為艾滋病患者,也即全球最早被確診的5名艾滋病患者。
藥物治療如同預(yù)防
今天,全球感染人免疫缺陷病毒(艾滋病病毒,HIV)的人數(shù)超7100萬(wàn),其中死亡人數(shù)達(dá)到3400萬(wàn)。盡管如此,人類征服艾滋病的戰(zhàn)役已經(jīng)獲得巨大成果,一個(gè)最值得自豪的成就是,艾滋病不再意味著死亡或絕癥。在艾滋病不再是絕癥的因素中,藥物無(wú)疑是最為關(guān)鍵的。而且,抗艾滋病藥物的使用在今天發(fā)生很多新的變化。藥物抗御艾滋病的一個(gè)最大和最新的變化是,藥物可以讓“治療如同預(yù)防”的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
治療如同預(yù)防是世界衛(wèi)生組織(WHO)和聯(lián)合國(guó)艾滋病項(xiàng)目為實(shí)現(xiàn)“2030年終結(jié)艾滋病”目標(biāo)提出的一種控制艾滋病流行的策略,預(yù)計(jì)這種方法能夠?qū)IV感染率控制在0.1%?,F(xiàn)在,這個(gè)目標(biāo)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)。近日,英國(guó)《柳葉刀》子刊《柳葉刀傳染病》發(fā)表的最新數(shù)據(jù)顯示,通過(guò)20年調(diào)研證實(shí),丹麥僅僅通過(guò)提供治療、提高治療覆蓋率,已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了消除HIV流行的目標(biāo)。這一目標(biāo)提前實(shí)現(xiàn)的重要原因在于,丹麥的HIV感染者和艾滋病患者能夠普遍獲得抗逆轉(zhuǎn)錄病毒治療藥物。
防治艾滋病的另一個(gè)依賴藥物的重大進(jìn)展是,使用口服藥物進(jìn)行暴露前預(yù)防(PrEP)是防止未感染HIV人群感染HIV的重要因素。世界衛(wèi)生組織于2013年正式建議,與男性發(fā)生性行為的男同性戀HIV感染者可以考慮將每天口服藥物,特別是替諾福韋(TDF)+恩曲他濱(FTC)作為暴露前預(yù)防的一項(xiàng)有效干預(yù)措施。
藥物預(yù)防的策略與此前早已實(shí)施的另一個(gè)艾滋病防治的戰(zhàn)略相得益彰,即控制高危人群是防止艾滋病傳播的有效手段之一,同性戀,尤其是男同性戀人群是艾滋病傳播和高發(fā)的高危人群之一。
英國(guó)倫敦衛(wèi)生和熱帶醫(yī)學(xué)學(xué)院的研究人員通過(guò)構(gòu)建模型計(jì)算發(fā)現(xiàn),如果不采取藥物預(yù)防,截至2020年英國(guó)男性同性戀群體將會(huì)新增16955例新病患。但如果每年每13名男同性戀者采取抗病毒藥物提前預(yù)防,就能夠減少1例感染者。而且,男同性戀者中25%性行為最頻繁人群接受暴露前預(yù)防措施,將有望減少7399例新感染者,也就是說(shuō),能減少男同性戀者人群中44%的HIV感染。
藥物治療也能阻止異性傳播
過(guò)去的研究認(rèn)為,同性戀是HIV的高危人群,因此需要服用藥物,也可以用安全套來(lái)阻斷HIV的傳播,這個(gè)方法也適用于預(yù)防異性戀群體的HIV傳播。但是,新的研究表明,即便不使用安全套,只要長(zhǎng)期和足量服藥,就不僅能阻止同性通過(guò)性行為的HIV傳播,也能預(yù)防異性通過(guò)性行為的HIV傳播。
英國(guó)利物浦大學(xué)和倫敦大學(xué)的研究人員近日在《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》發(fā)表的一項(xiàng)名為“伴侶”項(xiàng)目的研究表明,正在服用藥物進(jìn)行抑制性抗HIV療法,無(wú)論是攜帶HIV的同性戀男性還是攜帶HIV的異性戀個(gè)體都不會(huì)將病毒傳染給其伴侶。這項(xiàng)研究的參與人員是目前世界上最多的,而且是對(duì)那些攜帶HIV并且與未感染HIV的伴侶不用安全套發(fā)生性行為的人進(jìn)行的研究。
有888對(duì)伴侶參與研究,伴侶中有一人正在接受有效的藥物療法以抑制HIV的復(fù)制。在888對(duì)伴侶中,有548對(duì)異性戀伴侶和340對(duì)男性同性戀伴侶。所有的伴侶都不使用安全套進(jìn)行有規(guī)律的性愛(ài)。研究人員對(duì)他們監(jiān)測(cè)多年,發(fā)現(xiàn)這些人中并沒(méi)有出現(xiàn)從HIV陽(yáng)性者傳播到陰性者的病例,這說(shuō)明服藥不僅有效抑制了HIV陽(yáng)性者體內(nèi)的HIV復(fù)制,也阻止了HIV傳播給HIV陰性的伴侶。
研究人員進(jìn)一步對(duì)11名原本陰性但最后感染了HIV的伴侶進(jìn)行研究,并分析了這11名新發(fā)HIV感染者及其伴侶機(jī)體的病毒情況。一個(gè)最重要的發(fā)現(xiàn)是,所有新感染HIV的伴侶體內(nèi)的HIV并不是來(lái)自其正在接受治療的伴侶身上。HIV可以分為多個(gè)亞群,每一種亞群都有著自身獨(dú)特的遺傳特性,對(duì)新舊感染者體內(nèi)的HIV的遺傳特性比較表明,兩者的HIV并非同一來(lái)源。因此,即便伴侶有新發(fā)感染,也并非來(lái)自已經(jīng)感染的伴侶身上的HIV。
這個(gè)研究結(jié)果提示,即便人們感染HIV,但如果進(jìn)行抑制病毒的藥物治療,并且不要間斷,他們把HIV傳播給他人的概率就會(huì)很小。此外,研究人員還將深入進(jìn)行“伴侶”項(xiàng)目的研究,對(duì)同性戀男性繼續(xù)進(jìn)行3年多的研究以獲取更多的研究數(shù)據(jù),從而弄清藥物治療以預(yù)防艾滋病傳播的機(jī)理和有效性。
聯(lián)合用藥防止耐藥性
艾滋病的聯(lián)合用藥俗稱雞尾酒療法,例如,采用拉米夫定、替諾福韋和恩曲他濱三種藥進(jìn)行治療。
但是,僅僅是替諾福韋+恩曲他濱聯(lián)合用藥就顯然不止是防治艾滋病的藥物和聯(lián)合用藥方式,而是一種可能具有普適性的防治病毒性傳染病的聯(lián)合用藥治療方式,并且艾滋病的藥物治療也受到乙肝藥物聯(lián)合治療的啟示。
一些乙肝患者會(huì)對(duì)阿德福偉(ADV)產(chǎn)生耐藥,研究人員對(duì)這些患者采用了替諾福韋或恩曲他濱+替諾福韋的聯(lián)合用藥治療,結(jié)果證實(shí),替諾福韋或恩曲他濱+替諾福韋治療對(duì)阿德福偉耐藥的乙肝患者具有強(qiáng)效的病毒抑制作用,這說(shuō)明交替用藥和聯(lián)合用藥是一種抑制病毒耐藥的有效手段。同樣,這種手段也可以對(duì)艾滋病患者和HIV感染者采用。
世界衛(wèi)生組織推薦的防治艾滋病的一線藥物主要有替諾福韋,同時(shí)由于替諾福韋藥性良好、副作用低,也是暴露前的主要預(yù)防藥物,針對(duì)的對(duì)象是男男性行為人群、注射毒品人群等。但是,由于使用廣泛,在世界不同地方的HIV感染者和艾滋病患者都對(duì)替諾福韋產(chǎn)生了耐藥性,尤其在非洲比較嚴(yán)重。
英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院教授古普塔研究團(tuán)隊(duì)對(duì)全球1900名艾滋病患者調(diào)查的結(jié)果顯示,非洲撒哈拉地區(qū)約60%艾滋病患者對(duì)替諾福韋產(chǎn)生耐藥性。但在歐洲,只有20%的患者出現(xiàn)了對(duì)替諾福韋的耐藥性。更嚴(yán)重的是,對(duì)替諾福韋藥物表現(xiàn)耐藥性的患者對(duì)其他藥物也表現(xiàn)過(guò)耐藥性。這意味著,這些患者體內(nèi)的藥物防線已經(jīng)被瓦解。
研究人員預(yù)測(cè),在撒哈拉地區(qū),以替諾福韋為主要治療藥物的患者中,約15%的患者會(huì)在治療的第一年內(nèi)就表現(xiàn)出耐藥性,隨著時(shí)間推移,HIV的耐藥性問(wèn)題還會(huì)逐漸加重。而且,令人擔(dān)心的是,對(duì)替諾福韋耐藥的HIV能夠把耐藥性傳染給其他亞型的HIV,其中的機(jī)理還不太清楚。
面對(duì)這些問(wèn)題,艾滋病的藥物治療有兩種出路,一是研發(fā)和采用新藥,二是采用不同的聯(lián)合用藥方式。現(xiàn)在,一種新藥的面世可能有望在上述兩個(gè)方面減輕HIV的耐藥性,為患者帶來(lái)福音。葛蘭素史克(中國(guó))近期宣布,其艾滋病治療創(chuàng)新藥物特威凱(化學(xué)名多替拉韋鈉)正式在中國(guó)上市。該公司也表示,將通過(guò)以價(jià)準(zhǔn)入的策略把這一抗艾滋病新藥納入中國(guó)的國(guó)家免費(fèi)抗逆轉(zhuǎn)錄病毒(ARV)治療目錄,讓所有HIV感染者和艾滋病患者獲益。
特威凱的藥理作用也是抑制艾滋病病毒復(fù)制所需的酶(整合酶),通過(guò)綁定整合酶作用位點(diǎn)以阻止病毒的進(jìn)一步復(fù)制。該藥適用于艾滋病初治病人、已經(jīng)接受過(guò)其他治療方案的經(jīng)治病人,以及對(duì)此前的整合酶抑制劑已經(jīng)產(chǎn)生耐藥的患者。
基因療法根治艾滋病
當(dāng)然,艾滋病的藥物治療面臨的更大挑戰(zhàn),或者說(shuō)藥物治療的最大短板是,迄今為止,所有藥物都不能根治艾滋病,只能抑制HIV的復(fù)制。所以,人們也把根治艾滋病的希望寄托于基因療法,如采用基因剪刀剪掉HIV,但是,現(xiàn)階段這樣的方法還只是在試驗(yàn)階段,要走向臨床,還有很長(zhǎng)的路要走,不過(guò)已經(jīng)大有希望。
艾滋病的基因療法比較復(fù)雜,其中一種療法是要從被感染的人體T細(xì)胞中用基因剪刀剪除HIV的基因片段或整個(gè)基因組,因?yàn)镠IV是一種逆轉(zhuǎn)錄病毒,在感染人的細(xì)胞(主要是CD4+T細(xì)胞)時(shí),會(huì)將自身的RNA逆轉(zhuǎn)錄為DNA后插入到宿主基因組中以便進(jìn)行復(fù)制和合成新的病毒顆粒。為此,必須找到人體T細(xì)胞中隱藏的HIV,并且要用基因剪刀精確地剪掉HIV。
現(xiàn)在,美國(guó)天普大學(xué)劉易斯-卡茨醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病毒學(xué)中心主任卡尼尼研究團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9基因剪刀(編輯技術(shù))對(duì)大鼠和小鼠進(jìn)行試驗(yàn),首次成功地從存活的大鼠和小鼠的基因組中切除了HIV基因的一大段序列,使得HIV不能再?gòu)?fù)制。這證明能從感染了HIV的活細(xì)胞中切除HIV的基因和基因組。
在此前的研究中,卡尼尼等人已經(jīng)證明,CRISPR/Cas9基因剪刀能剪除來(lái)自人和動(dòng)物的感染了HIV的細(xì)胞中的HIV基因,甚至是清除感染細(xì)胞中的HIV,而且對(duì)宿主細(xì)胞沒(méi)有任何副作用。首先,卡尼尼等人證實(shí)采用CRISPR/Cas9基因剪刀能夠從人體T細(xì)胞中切除HIV的基因組。
此后,卡尼尼研究團(tuán)隊(duì)又著重研究是否能清除潛伏在人體CD4+T細(xì)胞中的HIV,結(jié)果證明基因剪刀不僅能將HIV從T細(xì)胞中清除,而且在HIV已被根除的T細(xì)胞中,CRISPR/Cas9基因剪刀的持續(xù)存在能阻止T細(xì)胞被HIV再次感染。他們?cè)隗w外開(kāi)展試驗(yàn),先將來(lái)自HIV感染者的T細(xì)胞在體外進(jìn)行培養(yǎng),隨后證實(shí)利用CRISPR/Cas9基因剪刀處理這些T細(xì)胞能夠抑制HIV復(fù)制并顯著地降低病人T細(xì)胞中的HIV數(shù)量。
但是,上述試驗(yàn)只是在體外細(xì)胞中進(jìn)行的,還沒(méi)有在活體動(dòng)物身上,更不用說(shuō)在人身上進(jìn)行試驗(yàn)了。為此,卡尼尼研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)在活的大鼠和小鼠身上進(jìn)行試驗(yàn)。他們用HIV感染轉(zhuǎn)基因大鼠和小鼠,使HIV整合進(jìn)大鼠和小鼠的細(xì)胞中。然后,研究人員使用重組腺相關(guān)病毒(rAAV)載體運(yùn)送系統(tǒng)把CRISPR/Cas9基因剪刀運(yùn)送到這兩種轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的血液中,兩周后再提取這兩種動(dòng)物的大腦、心臟、腎臟、肝臟、肺部和脾臟在內(nèi)的每種組織的細(xì)胞和血細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn),雖然這些器官的細(xì)胞中還含有HIV的基因,但HIV的特定DNA(基因)片段都被切除。在分析大鼠和小鼠體內(nèi)的HIV的RNA時(shí),發(fā)現(xiàn)經(jīng)基因剪刀切除部分HIV的基因片段后,能顯著地降低循環(huán)淋巴細(xì)胞和淋巴結(jié)中的HIV的RNA水平,這表明HIV基因組片段被切除后,能顯著抑制大鼠和小鼠細(xì)胞中的HIV的基因表達(dá)和復(fù)制。
當(dāng)然,這只是在活體動(dòng)物身上取得艾滋病基因療法的初步進(jìn)展,在應(yīng)用于臨床之前,還需要進(jìn)行人體試驗(yàn)。另一個(gè)可以考慮的方法是,如果這種基因療法有效并可以應(yīng)用于人時(shí),還可以與現(xiàn)在的抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物組合使用,從而進(jìn)一步抑制HIV的基因復(fù)制。
利用抗體抗御艾滋病
抗體是一種由人體內(nèi)漿細(xì)胞(效應(yīng)B細(xì)胞)分泌,用以鑒別并中和外來(lái)物質(zhì)如細(xì)菌、病毒等的大型Y形蛋白質(zhì)。由于抗體分子有特異識(shí)別作用,它可與侵入機(jī)體的病毒或外毒素分子結(jié)合,從而阻斷病毒進(jìn)入細(xì)胞或中和外毒素分子的毒性。因此,抗體的中和作用就是攻擊外來(lái)入侵物,包括滅活感染病毒、阻止病毒對(duì)其易感靶細(xì)胞的吸附和入侵等。
人體免疫系統(tǒng)可以產(chǎn)生中和HIV的特殊抗體,從而阻斷HIV入侵人體T細(xì)胞。研究發(fā)現(xiàn),大約10%~30%的HIV感染者在被感染幾年后能產(chǎn)生一種廣泛性中和抗體,稱為3BNC117。但是,HIV有靈活多變的躲避抗體進(jìn)攻的手段,在感染人的幾年后,HIV就會(huì)進(jìn)化成抗體對(duì)其刀槍不入的境界。
但是,如果在HIV進(jìn)化之前就將3BNC117注射到感染者體內(nèi),會(huì)使感染者獲得抗體的優(yōu)勢(shì),從而最大限度地抑制HIV。美國(guó)洛克菲勒大學(xué)的盧森茲韋等人將3BNC117抗體以不同濃度注射進(jìn)12名未感染HIV和17名感染HIV的受試者體內(nèi),受試者隨后被觀察56天。
3BNC117抗體可中和HIV的原理在于,它專門(mén)以HIV包膜(或外護(hù)層)作為靶點(diǎn)進(jìn)行攻擊,HIV包膜是HIV與T細(xì)胞結(jié)合的位點(diǎn),也叫CD4結(jié)合位點(diǎn)。對(duì)這一位點(diǎn)進(jìn)行攻擊,意味著可以阻止HIV與T細(xì)胞結(jié)合,從而避免HIV在T細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制。
在接受最高劑量(每千克體重用藥劑量30mg)注射的8名患者中,HIV載量降低到1/300。這一結(jié)果令人鼓舞,因?yàn)榇饲爸皇菍?duì)感染了HIV的基因工程小鼠和非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物身上進(jìn)行的研究是成功的,而此次是首次在人身上試驗(yàn)抗體抑制HIV獲得成功。而且,3BNC117抗體能夠?qū)IV的237種亞型病毒株中的195種病毒株產(chǎn)生中和作用,所以稱為廣泛性中和抗體。
但是,即便是廣泛性中和抗體也不能單獨(dú)治愈艾滋病,因?yàn)橐环N單一的中和抗體不可能長(zhǎng)時(shí)間有效地抑制HIV復(fù)制,同樣,廣泛性中和抗體也不能長(zhǎng)期抑制HIV復(fù)制,只能是多種抗體綜合使用,并且與藥物聯(lián)合使用才有可能治愈艾滋病。不過(guò),3BNC117抗體可以從多方面發(fā)揮作用。
一是3BNC117與其他抗體或其他抗HIV藥物合用,治療確診的艾滋病病人;二是用3BNC117預(yù)防HIV感染母親所生嬰兒的感染;三是以3BNC117治療已對(duì)目前HIV藥物耐藥的患者;四是用3BNC117對(duì)有高危風(fēng)險(xiǎn)的人,如同性戀者,以及廣泛接觸艾滋病患者的醫(yī)護(hù)人員提供保護(hù)。
當(dāng)然,能中和HIV的并非只有3BNC117抗體。美國(guó)范德堡大學(xué)的米勒等研究人員最近在HIV感染者體內(nèi)分離出了一種攜帶環(huán)狀結(jié)構(gòu)的特殊抗體,這種抗體可以同HIV緊密結(jié)合并且使得HIV失活,甚至在那些從未感染過(guò)HIV的個(gè)體中也能夠發(fā)揮保護(hù)效應(yīng)。
這種環(huán)狀抗體由28個(gè)氨基酸組成,能以不同的組合方式串聯(lián)在一起。最重要的是,利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),研究者可以對(duì)這些抗體進(jìn)行重新設(shè)計(jì)并且優(yōu)化其中和效應(yīng),從而找到最有效阻斷HIV攻擊人體T細(xì)胞的位點(diǎn)或路徑。
從上述方方面面的情況來(lái)看,目前基因療法正處于試驗(yàn)階段,抗體療法也處于試驗(yàn)階段,而且不能單獨(dú)勝任治愈艾滋病的重任,因此,最重要和常見(jiàn)的治療艾滋病的手段還是藥物。不過(guò),未來(lái)當(dāng)基因療法和抗體療法發(fā)展得更為成熟之時(shí),就可以單獨(dú)使用它們,或者與藥物療法聯(lián)合使用,征服艾滋病也就可能成為現(xiàn)實(shí)。
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