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为什么我们仍在等待艾滋病毒和其他致命病毒的疫苗

100多种冠状病毒疫苗正在研发中。但对于许多我们已经对抗了几十年的疾病,疫苗仍然难以捉摸。

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图片来源:PhotobyTawat/Shutterstock

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如果科学家在一年半内开发出SARS-CoV-2疫苗,那将是一个世界纪录。目前,这一纪录由莫里斯·希勒曼(Maurice Hilleman)保持,他在四年内将他女儿的喉咙拭子变成了获批的腮腺炎预防药物。否则,预防措施通常需要很长时间才能开发出来:例如,麻疹在美国作为一种全国公认的疾病超过50年,之后才有了疫苗。1984年,官员宣布艾滋病毒疫苗将在两年内准备好进行测试。然而,35年多过去了,仍然没有艾滋病毒疫苗。

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为什么有些疫苗比其他疫苗更难开发?通常,答案与病毒本身以及它在我们体内的行为有关。有时,疫苗在商业上不可行。在其他情况下,对疾病的感知威胁可以延长(或缩短)开发阻止它的方法所需的时间。

艾滋病毒疫苗仍未问世

在深入探讨疫苗的挑战之前,先回顾一下它们的工作原理:疫苗将少量经过修饰的特定病毒递送给您的免疫系统。这种微小的引入不足以让您生病;相反,它让您的身体识别这些颗粒并建立针对这些分子的定制防御。“下一次,当您真正接触到病毒时,病毒就会触发您的免疫细胞醒来,”杜克大学医学院助理教授威尔顿·威廉姆斯(Wilton Williams)说。

威廉姆斯正在努力开发艾滋病毒疫苗,他说艾滋病毒特别擅长欺骗免疫系统。一旦病毒开始在我们体内复制,其表面的分子——我们的免疫系统通过读取这些分子来判断一个细胞是敌是友——看起来与健康人体的其他蛋白质非常相似。威廉姆斯说,这种相似性使得病毒在免疫系统识别出威胁之前,就能在感染细胞方面获得很大的优势。

任何能够说服免疫系统攻击艾滋病毒中这种蛋白质的预防措施都必须经过精细调整。疫苗可能会递送经过改造的艾滋病毒表面蛋白质。这些分子必须与真正的艾滋病毒足够不同,以便免疫系统将其识别为威胁,同时也要激发出抵御真实感染所需的精确抗感染特性。 其他病毒不需要疫苗开发者设计这种欺骗。

此外,我们身体针对艾滋病毒的最佳防御——疫苗希望激发的防御——在患者免疫系统遭到破坏后自然出现。这些保护工具被称为抗体,是您的身体为应对感染而产生的蛋白质,可以抵御随后的感染。

(如果这个术语听起来很熟悉,那是因为最近有很多关于冠状病毒“抗体检测”的讨论,这些检测旨在寻找一个人已经开始抵抗SARS-CoV-2的迹象。)

在冠状病毒患者中,抗体似乎在症状出现几周后出现。但艾滋病毒中最有效的抗体需要更长的时间才能出现。在实验室里,“我们已经分离了它们,我们已经描述了它们,我们知道它们的作用,我们知道它们的功能,”威廉姆斯说。“但我们通常发现它们非常晚——比如感染后三到五年,甚至更长时间。”病这么久会破坏免疫系统。疫苗开发者希望跳过这个等待期——并避免破坏一个人抵抗其他感染的能力。“你会尝试制造一种疫苗,在三到五年后[通常]发生的那一刻触发,”威廉姆斯说。

资金障碍

资金为疫苗研究制造了另一个障碍。联邦或独立机构通常为为期两到五年的项目分配艾滋病毒研究资金。在此期间,像威廉姆斯这样的科学家可能会进行小规模研究,证明他们更大的假设值得更多调查——但随后就需要申请新的拨款。如果项目下次未能获得足够的资金,它们可能会终止。研究人员组成联盟,同时开发多个想法,以节省宝贵的时间,这是一种正在进行的愿望,研究人员正在合作开发SARS-CoV-2疫苗。“如果我们能够在相同的时间段内以相同的水平测试多个想法怎么办?从长远来看,您可能会节省一些时间,”威廉姆斯说。

物流方面的困境也阻碍了其他疫苗的开发。明尼苏达大学医学院病理学家汉克·贝尔福(Hank Balfour)表示,在爱泼斯坦-巴尔病毒(EBV)的案例中,一些制药公司不认为拟议的治疗方法具有商业可行性。EBV是一种疱疹病毒,可引起传染性单核细胞增多症——俗称“单核细胞增多症”——在某些情况下,还会引起霍奇金淋巴瘤等癌症。

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为了使疫苗有效,必须在接触真实病毒之前接种。这就是为什么,例如,建议女性在性活跃之前接种人乳头瘤病毒(HPV)等性传播感染疫苗。EBV的棘手之处在于感染和症状之间可能存在滞后时间。暴露于病毒的儿童通常会控制住病毒,并在成年后最终发展为单核细胞增多症。青少年或青少年在传播后更有可能立即表现出疾病。贝尔福说,理想情况下,学龄前儿童会接种疫苗,以确保这两种情况都不会发生。但制药公司认为,EBV感染儿童缺乏症状可能会使FDA对该年龄段的批准难以获得。“这是疫苗最大的障碍之一,”他说。

贝尔福还注意到,一些专业人士和公众认为单核细胞增多症是一种“童年必经”的疾病。由于人们认为EBV的这种后果是成长过程中不可避免的一部分,这使得争取对疫苗开发的支持变得更加困难。

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新冠病毒治愈竞赛

科学家们仍在研究COVID-19感染的症状以及如何接种疫苗。然而,预防性治疗至关重要——即使是最准确的抗体检测也表明,只有一小部分人口对该病毒产生了免疫力。这就是为什么有超过100种潜在的COVID-19疫苗正在研发中,一些研究人员已经开始在人体上测试他们的版本。

一些专家认为,公共卫生官员提到的一年半的开发目标可能过于雄心勃勃。无论如何,这种关注可能对其他已经研发了更长时间的疫苗有好处。“也许大众的心态会转变,认识到我们需要更多的疫苗,”贝尔福说。

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