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葛兰素史克研发世界第一针疟疾疫苗,相比此前方案接种四次后疟疾死亡人数减少约70%
深科技 | 2022-03-03 21:41:02    阅读:154   发布文章

2020 年,疟疾导致 2.41 亿人患病,约 62.7 万人死亡。在撒哈拉以南非洲,95%的病例和死亡发生在那里,5 岁以下儿童占死亡人数的 80%。


这些数字很可怕,但我们终于有理由乐观了。2021 年 10 月,世界卫生组织(WHO)批准了葛兰素史克公司(GlaxoSmithKline)的疟疾疫苗,称为 RTS,S 或 Mosquirix 。这是世界上第一种针对这种致命疾病(疟疾是一种通过感染了疟原虫的按蚊雌蚊叮咬传播给人类的疾病)的疫苗。另外,与辉瑞制****公司合作开发以 mRNA 为基础的新型冠状病毒疫苗的德国生物技术公司 BioNTech 计划从  2022 年开始进行疟疾疫苗的临床试验。

WHO 的批准为在非洲大规模推广  Mosquirix  铺平了道路。这也是第一种针对任何类型寄生虫的疫苗,能更好地对抗疟疾,也标志着对抗其他数十种热带疾病。据估计,目前有超过 20 亿 人感染了寄生虫。但是微生物学家多年来一直在徒劳地尝试开发可以预防感染或再感染的疫苗。疟疾疫苗的成功证明了这是可能的。

寄生虫是一种微小的多细胞动物,会比大多数病毒和单细胞病原体的基因组大 500 到 1000 倍。这使得它们在受到免疫反应的挑战时以各种方式发生变异。特别是疟疾,它是伪装的高手。在其生命周期的后期,它可以在其表面显示 60 种不同的蛋白质中的任何一种,并根据需要进行切换,以逃避免疫系统的检测。

约翰·霍普金斯疟疾研究所副主任福蒂尼·辛尼斯(Photini Sinnis)说:“我们基本上是在应对进化最伟大的冲击——这些东西比我们更了解我们自己。它们已经知道如何去做它们需要做的事情。它们有足够大的基因组,可以真正操纵我们的免疫系统,从而成功地生活在我们体内。”

事实上,自 1987 年以来一直在测试的新型疟疾疫苗并不是特别有效。在肯尼亚、马拉维和加纳的一项涉及 80多 万名儿童的试点测试中,它在第一年预防重症疟疾方面的有效性仅为 50%,而且随着时间的推移,其有效性急剧下降(相比之下,三剂量脊髓灰质炎疫苗预防感染的有效性为 99%)。一旦寄生虫在人体血细胞中站稳脚跟,它就会相对失效,因此疫苗必须在感染后立即将其中和。

尽管如此,科学家们相信他们已经找到了一种值得使用的治疗方案。它需要在5个月至17个月之间接种三次,在第三次接种后 12 至 15 个月再接种第四次。一项临床试验表明,与现有的疟疾控制措施(包括经杀虫剂处理的蚊帐和在雨季使用的预防性****物)相结合,与那些仅接受现有预防性****物的儿童相比,该方案可以使疟疾死亡人数减少约 70%。

哈佛大学公共卫生学院的免疫学家、疟疾专家戴恩·沃思(Dyann Wirth)说:这将拯救生命。

奇怪的融合

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几十年来,疫苗接种通常通过将人暴露于一种弱的或灭活病原体中来起作用,这种病原体强到足以在免疫系统中敲响警钟,使身体对它建立防御,但又不足以使人生病。

辛尼斯说,对疟原虫采取这种方法的早期努力受到了在实验室培养疟原虫的困难和许多其他后勤问题的阻碍。在 20 世纪 80 年代,研究人员开始探索一种全新的疟疾疫苗方法。该方法不需要整个寄生虫,而只需要寄生虫的一小部分。

科学家们在疟原虫进入人体后,首先发现了疟原虫表面的蛋白质——免疫系统可以识别和攻击的目标。他们发现,为了增强免疫反应,必须添加额外的成分。

选择这些额外的免疫刺激成分,也就是佐剂,并将其与疟疾蛋白结合,构成了一项科学挑战。一些免疫学家认为,为了预防自身免疫疾病甚至过敏,人类免疫系统有多种安全机制,旨在防止它不必要地攻击无关或无害的蛋白质。

20 世纪 90 年代,一个来自华盛顿沃尔特里德陆军研究所的团队和****企 SmithKline Beecham Biologicals(最终成为葛兰素史克公司的一部分)研制出了一种不同寻常的混合物。这种 Mosquirix 疫苗含有单一蛋白质的副本,在疟原虫的早期阶段,这种蛋白质会在疟原虫的表面散布;该蛋白与乙型肝炎表面抗原融合。然后再与佐剂结合,佐剂包括从一种稀有的智利树树皮中提取的一种物质和从沙门氏菌中提取的解毒脂质分子。据辛尼斯称,沙门氏菌是一种有毒成分,通常会导致免疫系统“失常”(Mosquirix 混合物的其他部分仍然是专利产品)。

这种奇怪的融合似乎起到了作用。

1997年,在《新英格兰医学杂志》上发表的一项针对少数人的研究中,一个由沃尔特里德医院(Walter Reed)和葛兰素史克公司(GSK)的科学家组成的研究团队证明,7名接种疫苗后接触寄生虫的志愿者中的 6 名受到了疫苗保护。这一结果令人鼓舞。然而,之后又花了 10 年时间在儿童身上测试疫苗的安全性,并确认在疟疾流行地区对幼儿的有效性;直到 2009 年,一项在7个非洲国家的大约 15000名儿童中进行的人体试验才开始。

该试验于 2014 年结束,试验数据显示疫苗是有效的。接受疫苗的女孩中只有一小部分患上了细菌性脑膜炎,除此之外,死于其他原因的女孩总数也略有上升。尽管这些数字低于统计显著性水平,但是一些人担心,如果疫苗在撒哈拉以南非洲大规模部署,会出现更多的问题。

欧洲监管机构提供了“积极的科学意见”,表示他们对疫苗应得到WHO的批准感到满意。世界上许多最大的慈善组织在同意为大规模疫苗接种工作提供资金之前,都会征求WHO的意见。WHO官员要求提供更多证据来证明这种疫苗的益处,并更好地评估在撒哈拉以南非洲地区的社区采用多针疫苗方案的可行性。撒哈拉以南的非洲地区缺乏许多发达国家所拥有的医疗和交通基础设施。

加纳的试点项目于 2019 年开始,涉及对 5 月及以上大的儿童的 4 剂剂量计划。这项工程的巨大规模打消了人们对安全的疑虑。重症疟疾总体减少了30%。该方案表明,接种计划可以很容易地利用已有的公共卫生基础设施,来接种麻疹等其他儿童疾病的疫苗。

无法永远隐藏

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哈佛大学的沃思和其他人表示,Mosquirix 的批准向投资者和基金会发出了一个强有力的信号:大多数科学家依靠这些机构的资助来寻找针对疟疾和其他寄生虫疾病的更有效的疫苗,而且也有早期科学成功的迹象。

例如,位于华盛顿特区的乔治华盛顿大学的微生物学家杰弗里·贝托尼(Jeffrey Bethony)和大卫·迪默特(David Diemert)开发了一种疫苗,目前正在乌干达进行二期试验。该疫苗使用同样的技术。

与此同时,新冠病毒 mRNA 疫苗的成功对于 BioNTech 正在开发的新型疟疾疫苗来说可能是个好兆头。像公司的新冠病毒疫苗一样,这种疟疾疫苗将人体暴露于信使 RNA 的合成片段。这种单链分子被人体细胞吸收,并促使内部的分子机器开始大量生产定制的、完全无害的病原体表面蛋白质副本。这些无害的蛋白质随后会在免疫系统中触发警报,导致免疫系统产生保护性的免疫细胞大军,能够识别并抵御真实病毒。

美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所细胞免疫部门负责人、疫苗和疟疾专家罗伯特·塞德(Robert Seder)说:“很明显,GSK 疫苗还有改进的空间。我们的目标是让疫苗在生命的头几年有更高水平的保护。”

这是一个特别的挑战,因为疟疾寄生虫有几个不同的生命阶段,每个阶段对免疫系统来说都是不同的。

战胜疟疾并不容易,特别是在寄生虫生命周期的后期。但随着现代分子生物学工具的不断进步,我们终于有理由相信,这种给人类带来如此多痛苦的寄生虫将无法永远躲避我们。


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