艾滋病新疫苗诱导的细胞反应,有控制而无防止感染的作用,病毒的突变体能逃脱这种免疫控制。有效疫苗的开发面临挑战——

 

7.3

在今年1月出版的《自然》杂志上,有两篇文章介绍了有关艾滋病疫苗研制中的一些问题。希弗(Shiver)和其同事报道了对一组猕猴进行的抗猿免疫缺失病毒(SIV)蛋白质的免疫实验,结果是有效激发了抗病毒的细胞免疫反应。免疫接种有控制感染的作用,但不能防止感染。然而巴罗克(Barouch)等人对此持不同看法,认为艾滋病病毒会发生突变,从而逃避由这种疫苗激发的细胞免疫力。这样就引起了人们对这种疫苗战略的疑问。

大多数抗病毒疫苗的目标是激发能促使病毒失效或有助清除感染的抗体分子,以及激发细胞的免疫反应,尤其是由带有表面标记CD8并能杀灭受病毒感染细胞的细胞毒性T淋巴细胞(CTLs)激发的免疫反应。但就人类AIDs HIV-1而言,要产生能激发抗体反应的疫苗,以便使病人体内有广泛的病毒株失效是困难的。CTL反应是多种病毒的克星,有助于控制受感者体内的HIV-1,所以在AIDs疫苗研究领域,激发CTL反应的疫苗备受关注。

在研究中,希弗等人把利用DNA分子的接种法和利用遗传工程制成的、单纯表达SIV蛋白质Gag的非SIV病毒(牛痘病毒或称作Ads的腺病毒)的方法,进行了系统的比较。在接种过这些有效疫苗的动物身上,测出了表达CD8的T细胞的持续而强烈的反应。在接种了Ads疫苗的动物身上(不论是单独接种Ads,还是先接入DNA引物以后再接种T细胞的反应)尤其明显。

为评估这些疫苗的效价,作者给猕猴接种了高度致病性的猿-人免疫缺失病毒SHIV89.6P。这是一种嵌合体,包括一个为HIV-1外膜糖蛋白质编码的基因和几个SIV基因,其中有一个为Gag编码的基因。像HIV-1和SIV一样,SHIV89.6P感染并杀死了带有细胞表面标记CD4的“辅助”T淋巴细胞。

希弗等发现利用这种接种办法,不能防止SHIV89.6P的感染,但确能控制感染的过程。起初,猕猴血液内病毒含量的峰值仅比对照组稍低;但到70天时,接种的动物血中病毒的含量明显减少,而且保持了表达CD4的T淋巴细胞的含量水平。这种“部分”的保护效果,和抗SHIV89.6P的其他疫苗的效果相似。这种疫苗应用在临床上,可以使长期的感染不出现症状,并减少癌转移的风险。

但是巴罗克等人,通过实验否定了希弗等人的这些似乎令人鼓舞的结果,同时对单纯利用疫苗来激发CTLs以控制传染的战略提出了质疑。他们描述了在接种DNA的基础上,开始时部分防止了SHIV89.6P感染的猕猴又被感染的过程。接种了疫苗的猕猴显示了很高的病毒含量峰值,但最后降至可测值以下,且没有丧失表达CD4的T细胞。然而,在随后的一年里,病毒复制达到了可测出的水平。虽说病毒含量不是很高,可毕竟是出现了令病毒逃脱CTL反应的突变。表达CD4的T细胞也急剧丢失,病情逐步发展。

权衡利弊,结果是令人惊喜后的更大失望。这些逃逸的突变体,以前在受SIV感染的动物中就已测出了,在利用“有效”的抗还原病毒治疗时,也有HIV-1在演化的证据。所以在接种了疫苗的动物内,我们应预料到会有可令免疫反应失效的突变发生。突变病毒逃逸的频率和动力学,将影响这种疫苗的最终利用。

况且,SHIV89.6P激发病毒的感染过程和典型的HIV-1及SIV的感染过程极为不同。HIV-1和多数SIV的感染,一般表现为表达CD4的T细胞被逐渐破坏;相反,致病性的SHIVs,尤其是SHIV89.6P的感染,则明显导致所有这些细胞的急剧破坏,而且是不可逆的。

 

7.2

显微镜下的艾滋病病毒

开发包括HIV-1外膜基因在内的SHIVs,原来是为了评价HIV-1外膜蛋白质疫苗的作用机理。但致病性SHIVs,尤其是SHIV89.6P,后来有了更广泛的用途,甚至被用于HIV-1外膜糖蛋白不是疫苗组分的研究。这些疫苗虽不能完全阻止感染,但一般可使病毒含量降低,并使表达CD4的T细胞不至于迅速地、几乎完全地遭破坏。因为SHIV89.6P感染的明显特征是表达CD4的T细胞的全部丧失。感染结果的这种显著变化,可视为是开发有效的HIV-1疫苗取得重大进步的证据。

但是,不断积累的数据说明,在感染的初期,通过接种、被动免疫治疗或短期药物治疗的方法来防止表达CD4的T细胞的损失和部分抑制SHIV的复制,从而达到控制感染的目的是相对容易的事。严格面对面的疫苗效果的比较研究尚未见报道。但用致病性SHIV和用致病性SIV去感染同样地接种过的猴子,得到的结果有显著的差别。在这些研究中,很少能取得可持久控制SIV感染的结果。所以,当我们试图改变由致病性SHIVs导致的疾病的过程,而不是防止感染时,应该慎重。

总之,两项研究都在开发有效的AIDs疫苗的道路上迈出了可喜的一步;同时也清醒地向人们提示,前进的道路可能是漫长而艰难的。它们确实指出了一个方向,那就是一种有效的疫苗,必须能诱导持续广泛的免疫反应,令抗体和细胞都得到不断的补充。遗憾的是,对无比艰苦徒劳无功的AIDs疫苗研究者们来说,这条道路上的路标将继续指明,在可预见的将来,还要面临很难攀登的陡坡。

[Nature,2002年1月17日]