再立新功的巴斯德方案——瘧疾預防

　　瘧疾是一種感染性疾病，而且在青少年人群中是致死率最高的一種疾病。每年在非洲地區有80%的青少年死于瘧疾，死亡人數接近100萬。雖然近年來瘧疾的致死率有所下降，但我們還需要開展更多工作來挽救這些孩子的生命。Seder最近報道了一種通過靜脈接種的減毒瘧原蟲新疫苗，該疫苗取得了非常好的預防效果，這讓我們離真正的瘧疾疫苗又近了一步。

　　瘧疾是由寄生蟲當中一種叫做瘧原蟲的原蟲感染人體所導致的一種疾病。瘧原蟲通過按蚊的叮咬在人際間傳播。瘧原蟲子孢子儲存在蚊子的唾液腺里，在叮咬人體時通過唾液進入人體的血液系統。然后這些子孢子會感染人體的肝臟細胞，并且在肝臟細胞當中增殖進而形成裂殖子，然后裂殖子再度進入血液循環系統，感染紅細胞。裂殖子在紅細胞內繼續增殖，形成更多的裂殖子，有一部分裂殖子也可以通過有性生殖的方式形成配子，這些配子進入蚊子體內之后即開始進入蚊體內發育期，如附圖所示。

上圖所示的就是瘧原蟲的整個生活史。大量經過輻照減毒的瘧原蟲子孢子由靜脈進入人體之后可以起到非常好的保護效果。

　　從 20世紀上半葉開始，科學家們就一直盼望著能有一款疫苗能夠徹底終結瘧疾這個人類的大敵。最開始大家都在嘗試巴斯德發明的細菌疫苗方法，即用滅活的細菌當做疫苗的方法。于是有人使用福爾馬林滅活的瘧原蟲子孢子當作瘧疾疫苗，可是失敗了。當時大家還不知道瘧原蟲的生活史包括肝內期，也不知道瘧原蟲的子孢子只有在有活力，而且數量眾多的情況下才能夠入侵肝臟細胞，刺激我們人體的免疫系統產生免疫反應。到了20世紀40年代，有人用滅活的裂殖子加上免疫佐劑制成了一種瘧疾疫苗，并且在猴子的試驗當中取得了成功。但是由于這種免疫佐劑的毒性太大，再加上很難獲得足夠數量的瘧原蟲裂殖子制備疫苗，所以這種方法最終也不了了之了。可是到了1967年，科學家們取得了一個重大的突破，他們從被瘧原蟲感染的蚊子體內(唾液腺)分離得到了瘧原蟲子孢子，然后用輻照(irradiated)的方法對子孢子進行了減毒處理制成了疫苗。在小鼠動物實驗中發現，使用這種疫苗，即便不使用免疫佐劑也能取得不錯的保護效果。人體實驗的結果也很不錯。由于子孢子和蚊子都是經過輻照處理的，所以試驗小鼠和人類志愿者都沒有感染上瘧疾，但是免疫細胞在疫苗的刺激下還是產生了免疫反應，足以抵抗之后的感染。

　　雖然這種疫苗給我們帶來了很大的希望，但是后面開發人體疫苗的工作卻整整沉寂了30多年，這主要是因為很難獲得足夠多的瘧原蟲子孢子，再加上這段時間是克隆技術發展的黃金時間，所以大家都把主要的精力用到克隆表達瘧原蟲抗原的工作當中了，這就是所謂的亞單位疫苗。科學家們希望使用某一個瘧原蟲蛋白，再加上現代化的、低毒性的、安全的免疫佐劑制成一個有效的疫苗，就好像其它成功的感染性疾病疫苗一樣。

　　實際上有一種叫做RTS,S的亞單位疫苗也取得了不錯的預防保護效果，這是以一種惡性瘧原蟲子孢子表面蛋白為抗原開發而成的疫苗，我們知道惡性瘧原蟲是感染率最高的一種瘧原蟲。RTS,S疫苗就是要刺激機體產生保護性抗體，在瘧原蟲被蚊子傳入人體之后，進入肝細胞之前消滅它們。目前RTS,S疫苗正在非洲的多個國家里進行III期臨床試驗。不過試驗發現，這種疫苗不論是有效率還是免疫保護效果的持續時間都不太讓人滿意，因為有效率只有30~50%，而保護時間也只有短短的幾個月。不過無論如何，RTS,S疫苗也是目前所有正處于研發階段之中的亞單位瘧疾疫苗里表現最好的一款。RTS,S疫苗和其它一些單一抗原疫苗都存在免疫原性不足的問題，或者會面臨因為所使用抗原的多態性帶來的問題，不論因為哪種原因，瘧原蟲都能夠輕而易舉地逃過疫苗誘發的免疫保護作用，所以這種疫苗的保護效果都不太好。

　　大約在10年以前，輻照減毒的子孢子及蚊子免疫方案又被人們重新擺上了桌面，但是這一次稍微做了一點小改動。這一次已經可以通過手工解剖的方式從蚊子的唾液腺里獲得大量的子孢子，然后對其進行輻照減毒處理，將得到的子孢子疫苗冷凍保存起來備用。由于之前還從來沒有在人體上用過這種疫苗。所以最初開展的試驗主要圍繞的都是安全性問題，即如何使用這種疫苗對人體才是最安全的。可結果發現，不論是皮內注射還是皮下注射方式都只能取得比較差的免疫保護效果，接種之后只有少部分人能夠免于被瘧原蟲感染。但科學家們同時也對猴子進行了試驗，只不過嘗試了另外一種接種方式 ——靜脈內接種。惡性瘧原蟲的子孢子也能夠侵入猴子的肝細胞，但是這些子孢子進入肝臟，發育成裂殖子之后卻不能像在人體內那樣感染猴子的紅細胞，也就不能完成瘧原蟲的整個生活史。所以這些試驗猴不會發生血液感染，但是卻可以讓我們很好地研究瘧原蟲在肝內期時機體的免疫反應。出人意料的是，和皮下接種方式相比，靜脈內接種方法得到了非常好的效果，從靜脈內接種的猴子肝臟中取出的T細胞的反應活性要遠遠超過皮下接種的對照組T細胞。而T細胞免疫反應是大家公認的瘧原蟲肝內期免疫保護反應。

　　在這個猴子試驗的基礎之上，Seder等人制訂了人體靜脈內免疫接種計劃。他們選擇了6名志愿者，給他們接種了大劑量的輻照減毒子孢子疫苗，結果這6人全都獲得了很好的免疫保護力。這一下子就使這種疫苗將其他的競爭對手遠遠地拋在了身后，使得后續的開發工作得以順利進行下去。之后又減少了接種劑量，結果在9名志愿者當中也有6人獲得了很好的免疫保護效果。接種劑量最高的人和免疫保護力最強的人體內的抗體滴度和 CD4、CD8 T細胞反應強度也都是最高的。雖然這次試驗的樣本量還非常小，但是卻發現與免疫保護力最有關系的CD8記憶T細胞(該細胞能夠產生γ干擾素，這是抗寄生蟲免疫作用的關鍵因子)反應與免疫保護效果呈現出了很強的相關性。這種全病原體疫苗誘發的超強免疫保護反應再一次印證了瘧原蟲疫苗的重要性及其合理性，因為瘧原蟲子孢子表達的1000多種蛋白都可以成為機體免疫反應攻擊的潛在靶點。

　　雖然實驗結果非常鼓舞人，但是這款疫苗如果要獲得許可進行大面積推廣還有很多問題需要解決。比如每接種一個人至少都需要60萬個子孢子才能夠獲得比較好的免疫保護效果。可每一支蚊子體內至多只含有幾萬個子孢子。高通量的蚊子解剖技術可能會解決這個問題，另外更先進的冷凍保存技術也許能夠改善凍存子孢子的免疫原性。此外，也可以通過其它方法解決子孢子無法復制的問題以及安全方面的問題，這也能夠解決疫苗來源的問題。另外由于這種疫苗需要通過靜脈內注射的方式進行接種，這也會帶來一個患者依從性的問題。其他比較重要的問題還包括這種疫苗對于除惡性瘧原蟲之外的其它幾種瘧原蟲是否也能夠起到保護效果。從抗原的角度來看，兩種沒有親緣關系的病原體應該是決然不同的。但是這種由整個子孢子構成的疫苗有一大優勢，那就是含有全部的瘧原蟲蛋白，這就減少了單一蛋白質多態性所帶來的問題。含有一個比較重要的問題就是免疫保護力持續時間的問題。因為在Seder等人開展的試驗研究當中，在志愿者接種最后一次疫苗3周之后就進行了攻擊試驗。不過上述這些問題都是可以解決的，后續的研究工作也許進度能夠更快一些。如果后續試驗的結果也非常好，那么在不久的將來，將會有一款新的瘧疾疫苗上市，在一定的范圍內供大家使用。