制伏猴子愛滋病毒的新疫苗問世

■像孫悟空一樣會七十二變的人類免疫不全病毒 (human immunodeficiency virus, HIV),這次終於出現緊箍咒可以制伏它了嗎?在猴子動物實驗發展出的愛滋病新疫苗,看來有機會為這場人類對抗 HIV 超過 30 年的戰爭浮現一道曙光。 

圖片出處:恆河獼猴 @ Wikipedia

撰文|楊朝傑

人類的愛滋疫苗為何遲遲未現?

HIV 感染後所引發的疾病稱為後天免疫缺乏症候群 (acquired immunodeficiency syndrome, AIDS),又音譯為愛滋病,由於 HIV 能夠感染人體免疫系統中相當重要的 CD4+ 淋巴細胞,使得免疫系統能力下降,導致原本不易感染健康人體的微生物得以肆意妄為地入侵。HIV 破壞天然免疫防禦系統,讓人體無法反擊的手段,就是此病毒最為獨特與可怕之處。

自從人類發明疫苗對抗病毒後,不少傳染病大幅獲得控制,甚至是惡名昭彰的天花病毒都已被消滅。疫苗的原理是運用免疫系統具有記憶力的特性,提前接種能夠引發免疫反應的抗原,讓體內事先預演一次假想敵,當下次遇到真正的病毒時,就能快速反應來消滅敵人。其實科學家早在 1983-1984 年間就已自血液中分離出 HIV,雖然找出了罪魁禍首的病原體,但至今超過 30 年了卻無法發展出有效對抗 HIV 的疫苗,可以想見開發過程這條漫漫長路就如同唐僧取經般面臨了千難萬險。開發 HIV 疫苗最主要遭遇的困難在於,HIV 只感染人類,所以缺乏了可靠的動物模型;除此之外,HIV 具有高度變異性並是個精明的偽裝者,造成難以著手找出適合的抗原作為免疫系統辨識用的假想敵。

開發愛滋疫苗必需具備良好的動物模型適當的假想敵抗原

開發出猴子愛滋病新疫苗的機構位於美國聖地亞哥,著名的斯克里普斯研究所 (Scripps Research Institute) 在 2018 年底將其研究成果發表於《Immunity》期刊。如前文所提,架構良好可信的動物模型是首要條件,研究者運用恆河獼猴 (rhesus macaque) 感染一種和人類 HIV 高度相似的病毒,此病毒經由人工改造,嵌合了人類與猴子的免疫不全病毒 (英文簡稱 SHIV)。此特殊的病毒株名為 Tier 2,已證明很難被抗體中和,類似愛滋病毒在人類群體中傳播的形式。因此,新疫苗的作用目標,就是教導猴子的免疫系統能以抗體成功包覆住病毒 (將其中和),防止細胞被病毒侵害。

適當的假想敵抗原,除了要能引發體內免疫反應產生抗體,還必須作用在能阻斷愛滋病毒感染免疫細胞的途徑,並且要對不同型別的愛滋病毒廣泛有效,才可稱得上是成功疫苗的抗原。早期研究挑選的假想敵抗原多是 HIV 套膜 (envelope) 之中的單一蛋白質,但套膜變化多端使得疫苗難以達到廣泛有效、或無法引發體內產生足夠多的抗體,許多研究不得以失敗告終。斯克里普斯研究所通過基因工程,改造出一種模仿套膜整體結構稱為「SOSIP」的三聚體蛋白質,是由多個蛋白次單元組成的複雜結構。在恆河獼猴的動物模型下,SOSIP 成功地引發免疫反應並在猴體內產生高效價的中和抗體,可保護獼猴們免於感染和 HIV 高度相似的病毒。

人類愛滋疫苗尚未成功,科學家仍需努力

雖然新疫苗成功制伏猴子身上的愛滋病毒,但對於發展人類愛滋疫苗仍然存在一些未解之謎。首先最主要的問題,研究還處於動物實驗階段,不論猴子身上的愛滋病毒和人類的有多麼高度相似,畢竟還是有所不同。其次是並非所有的獼猴都獲得高效價抗體,而抗體效價越低則對抗病毒的保護力越差,這也再衍生出高效價抗體能夠維持的時間有多久?雖然還有一籮筐的困難有待克服,不過總體來說,距離開發出人類愛滋疫苗這個理想,科學家們又向前邁進了一大步。愛滋病一直以來都是令人聞之色變的疾病,如今出現此項研究成果讓人感到了希望和振奮,雖到人類疫苗正式問世肯定還有一段路要走,但仍期待緊接而來的人體臨床試驗也能給 HIV 一記重擊。

 

參考資料:

  1. 衛生福利部疾病管制署:人類免疫缺乏病毒感染
  2. The history of vaccines: The Development of HIV Vaccines.
  3. Pauthner MG, et al. Immunity. 2018. pii: S1074-7613(18)30493-X. Vaccine-Induced Protection from Homologous Tier 2 SHIV Challenge in Nonhuman Primates Depends on Serum-Neutralizing Antibody Titers.
  4. Haynes BF, et al. Science. 2017;355:1129-30. Developing an HIV vaccine.

 

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