消滅瘧疾，新疫苗帶來曙光

世界衛(wèi)生組織（WHO）估計，現(xiàn)今全球約有一半人口面臨瘧疾風險，約有2.19億人患瘧疾，每年死于瘧疾的人有100萬，其中大多數(shù)是非洲兒童。人類抗御瘧疾有多種方法，一是接種疫苗，二是滅蚊，三是藥物治療。

1980年，世界衛(wèi)生組織宣布消滅天花。鑒于戰(zhàn)勝天花的主要手段是接種疫苗，因此，世界衛(wèi)生組織也把戰(zhàn)勝瘧疾的方式鎖定在接種疫苗上，為此提出了消滅瘧疾的第一階段任務，希望在2025年開發(fā)出免疫效果可達到80%左右的瘧疾疫苗。

新疫苗表現(xiàn)驚艷

2013年8月8日美國《科學》雜志在線發(fā)表了羅伯特·塞德和史蒂芬·霍夫曼等人的文章。他們采用美國Sanaria公司（總部在馬里蘭州羅克維爾）研發(fā)的惡性瘧原蟲子孢子疫苗進行的第一階段臨床試驗結果表明，這一疫苗的免疫效果幾乎達到百分之百。

有50多名非洲成年人參加了霍夫曼等人進行的試驗，受試者在為期一年的過程中通過靜脈注射了由完整的惡性瘧原蟲子孢子制備的疫苗。一些受試者接受了4個劑量的惡性瘧原蟲子孢子疫苗，另一些受試者接受了5個劑量的惡性瘧原蟲子孢子疫苗。結果顯示，在前一組人群中僅1/3的人染上了瘧疾，在后一組人群中沒有一人患瘧疾。后一組的結果證明該種新疫苗的免疫效果達到了百分之百。

試驗使用的是瘧原蟲子孢子活性減弱的疫苗，需要多次接種才能達到免疫效果。研究表明，受試者接受的疫苗劑量越多，其血液中的子孢子特異性抗體也越多。受試者體內的免疫T細胞也會以一種劑量依賴性的方式對該疫苗的活性減弱的子孢子做出反應，同時受試者對疫苗沒有產生什么嚴重副作用。

對于惡性瘧原蟲子孢子疫苗的這次臨床試驗結果，一些專業(yè)人員給予了高度評價。美國國家過敏癥和傳染病研究所的安東尼·法烏希認為，“這一結果非常有意義，因為它第一次向人們展示了高防御水平疫苗的概念。”現(xiàn)在，惡性瘧原蟲子孢子疫苗的出現(xiàn)不僅有可能實現(xiàn)世界衛(wèi)生組織提出的抗御瘧疾的最初目標，而且最終也有可能徹底消滅瘧疾。

追溯人類與瘧疾的抗爭史就可以知道，疫苗是目前最有價值的抗御瘧疾和其他疾病的武器，原因在于蚊子是疾病的理想傳播媒介，它們能把病原體直接注入人的血液，因而不僅能傳播瘧疾，還能傳播登革熱、乙型腦炎和西尼羅河熱等疾病，當然蚊子傳播的疾病中對人類威脅最大的是瘧疾。

不過，研究人員在研發(fā)和試驗惡性瘧原蟲子孢子疫苗過程中也遇到了各種麻煩和難題，例如，如何研發(fā)具有極高效果的疫苗，以及研發(fā)出疫苗后如何以簡易方便的手段把疫苗接種到人體內。

研發(fā)的思路和歷程

研發(fā)抗御瘧疾高效疫苗的思路產生于20世紀70年代。當時以及后來有很多疫苗的研發(fā)是僅僅利用少量惡性瘧原蟲的蛋白質來制備疫苗，惡性瘧原蟲的少量蛋白質具有免疫原性，可以用來刺激機體產生抗體，但是這樣的疫苗效率不高，而且不穩(wěn)定。因為，瘧原蟲也像艾滋病病毒一樣具有多變性，能逃避人體免疫系統(tǒng)的識別和攻擊。

美國和英國等國家的研究人員對惡性瘧原蟲的基因組進行測序花費了6年的時間，因為惡性瘧原蟲基因組中80%的序列只由兩種堿基構成，這就使得瘧原蟲的DNA難以分離和測序。現(xiàn)在研究人員終于發(fā)現(xiàn)，惡性瘧原蟲基因組包括大約2400萬個堿基對，這些堿基對分布于14條染色體上，大約形成了5300個功能基因。研究人員在對瘧原蟲基因組的分析中發(fā)現(xiàn)了瘧原蟲為何能逃避人體免疫系統(tǒng)清除的初步原因。

瘧原蟲有大約200種編碼蛋白質的基因，正是這些蛋白質參與了免疫逃避。以前的研究顯示，瘧原蟲在紅細胞中發(fā)育的生活史階段至少產生了兩類暴露于紅細胞表面的蛋白質。但在某種復雜的掩護機制之下，瘧原蟲通過在細胞表面表達不同的蛋白質來混淆免疫反應，從而逃避被感染者（宿主）的免疫系統(tǒng)清除。

同時，編碼逃避作用蛋白的多數(shù)基因位于瘧原蟲染色體的末端，這一位置使瘧原蟲在蚊子攜帶其進行繁殖的階段易于通過改變編碼基因而改變這些蛋白質的結構。但是，要逐一弄清并防止這些瘧原蟲基因編碼的蛋白質的結構和容易發(fā)生變化的原因也相當復雜，針對這些具有逃避作用的易變蛋白來研制疫苗更是難上加難，甚至得不償失。

所以，Sanaria公司的史蒂芬·霍夫曼等人設想用整個惡性瘧原蟲的子孢子來制備疫苗。子孢子是惡性瘧原蟲生命周期的第一個階段，也就是把整個子孢子即惡性瘧原蟲當做免疫原。這樣，無論子孢子上的蛋白如何多變，作為子孢子這個整體，卻是萬變不離其宗，只要以子孢子為免疫原制備疫苗以刺激機體的免疫系統(tǒng)，后者就可以識別整個瘧原蟲，從而攻擊和清除瘧原蟲。

但是，要用人工獲得惡性瘧原蟲的整個子孢子相當困難，在自然狀態(tài)下一般是由攜帶了子孢子的蚊子叮咬人后讓人感染子孢子而染病，人在痊愈后可以獲得免疫力。所以，讓蚊子叮咬是一種自然免疫，但是會讓很多人染病并死亡。因此，關鍵是要提取蚊子體內的惡性瘧原蟲子孢子來制備疫苗，讓人產生免疫力，從而避免患瘧疾。

于是，研發(fā)瘧疾疫苗從飼喂蚊子開始。霍夫曼等人開展了在無菌條件下大規(guī)模飼養(yǎng)蚊子的工作。在喂食蚊子時，對蚊子喂食感染了瘧疾的血液，讓蚊子感染惡性瘧原蟲。此后，又對蚊子進行輻射，削弱其體內惡性瘧原蟲的致病能力。雖然這樣的蚊子能叮咬人并致人染上瘧原蟲，但此時的瘧原蟲已經不能讓人患瘧疾了。

隨后，研究人員又進行了更為細致和繁瑣的工作，從感染惡性瘧原蟲的蚊子唾液腺中收集惡性瘧原蟲的子孢子，收集的數(shù)量達數(shù)十億。最后將收集到的子孢子純化和凍存，再在后續(xù)的研究中用完整的子孢子制備疫苗。收集子孢子的工作不僅繁瑣，而且標準嚴格，因為要達到制備疫苗的標準，又要具備安全性。這項工作曾被視為是不可能的，但通過研究人員的努力工作，最終做到了。

正式應用還需要時間

在研發(fā)出惡性瘧原蟲子孢子疫苗后，最初的試驗令人沮喪，因為進行皮下注射的結果并不理想。2011年的一次皮下注射惡性瘧原蟲子孢子疫苗的結果顯示，80名受試者中，只有2人獲得了免疫力。這讓研究人員意識到，如果改變接種方式，如通過靜脈注射，或許可能讓機體免疫系統(tǒng)受到有效刺激而產生免疫反應。于是，在后來的試驗中便對成人進行靜脈注射，50多名受試者百分之百獲得了免疫力。

不過，靜脈注射疫苗對成人容易，對嬰兒或者兒童注射疫苗卻非常困難，因為他們的靜脈很細很小，難以找到，更難穿刺進行注射，所以有研究人員認為對兒童進行靜脈注射疫苗幾乎是不可能的。不過，瘧疾疫苗的最大受益者是兒童，因為瘧疾主要危害兒童，而且兒童染病后容易導致后遺癥。世界衛(wèi)生組織估計，全球每年至少有80萬兒童因感染惡性瘧死亡。在重癥惡性瘧中，腦型瘧致死率最高。盡管幸存的腦型瘧兒童有10%，但他們也會出現(xiàn)不同程度的神經系統(tǒng)損害癥狀，如偏癱和失語。

此外，感染瘧原蟲后會對機體免疫系統(tǒng)產生破壞，因此居住在瘧疾流行區(qū)的人更容易感染其他的病原體，從而引發(fā)其他疾病，最常見的是瘧疾和結核桿菌、瘧疾和艾滋病病毒的混合感染。因而預防瘧疾的重點還是兒童。

在針對兒童的大規(guī)模的疫苗接種過程中，要在短時間內接種成百上千的人，口服和鼻腔內給予疫苗是最簡便實用的方式，其次是皮下注射，靜脈注射則是最困難的。但是，由于目前研制的惡性瘧原蟲子孢子疫苗只有靜脈注射才能達到最好的免疫效果，所以要對接種方式進行改進。Sanaria公司表示，他們已經在研發(fā)一種針對兒童靜脈注射的微型注射器，以便快速有效地注射疫苗。

此外，大規(guī)模接種惡性瘧原蟲子孢子疫苗還存在另一個障礙，即疫苗必須冷凍存放在液氮的汽化狀態(tài)下，如果要長途運輸疫苗，需要專門的冷凍裝置。不過，霍夫曼認為，疫苗可以存放在用以存儲和運輸獸用疫苗和冷凍精液的設施中，通過飛機運輸，可以讓遠在數(shù)千千米之外的非洲兒童接種。

即便如此，研究人員也表示，新疫苗的使用可能需要4年時間。因為，還需要對疫苗進行重復試驗，尤其是要在瘧疾猖獗的地區(qū)進行試驗，才能進一步確認新疫苗的真正效果，以及新疫苗是否能夠抵御不同變種的瘧原蟲，并觀察疫苗在兒童、青少年和成人等不同年齡段人群中是如何發(fā)揮作用的。

抗御瘧疾的其他方法

由于傳播瘧疾的主要是按蚊，在非洲和亞洲（包括中國南方）的一些地方人們目前主要還是使用用殺蟲劑處理過的蚊帳，以及在室內噴灑殺蟲劑，主要是擬除蟲菊酯，同時還使用爭議極大的雙對氯苯基三氯乙烷（DDT）來殺滅蚊子。

1962年，美國的蕾切爾·卡遜在其著作《寂靜的春天》中描述，DDT進入食物鏈，導致一些食肉和食魚的鳥接近滅絕，以致后來人類社會全面封殺DDT。現(xiàn)在，由于DDT有殺蚊作用而重新出山，雖然DDT和擬除蟲菊酯能有效抑制蚊子并降低瘧疾的發(fā)病率和死亡率，但其最大的副作用是催生蚊子和瘧原蟲的耐藥性。

最近，美國哈佛大學研究人員分析了來自亞洲、非洲以及南美洲的57個已具有耐藥性的惡性瘧原蟲的脫氧核糖核酸（DNA），篩查了1.7萬多個基因變異，并測試了這些瘧原蟲對13種瘧疾藥物的反應，最終確認了11個基因變異與瘧原蟲的耐藥性有關，而瘧原蟲的耐藥性又與使用殺蟲劑有關。這無疑為今后的預防和治療瘧疾制造了障礙，當然，也讓環(huán)境和生態(tài)面臨危機。

另一方面，消滅蚊子或抑制蚊子傳播疾病的能力也成為人們抗御瘧疾的一個選項。但是，蚊子的流動性和機動性都很強，而且繁殖迅速，控制蚊子很困難。即便如此，在控制蚊子方面也有一些實用的做法，其中的首選就是躲避和毒殺蚊子。例如，用轉基因的方法讓蚊子喪失繁殖力，或者以蟲治蟲，即用某種細菌感染蚊子，讓其失去繁殖力，或者殺死蚊子體內的惡性瘧原蟲的子孢子，使其無法傳播瘧疾。

一類稱為沃爾巴克氏體的細菌現(xiàn)在成為研究人員關注和研究的對象。沃爾巴克氏體是一種常見于昆蟲（包括許多種類蚊子）體內的寄生細菌，攜帶它的雌性蚊子與雄性蚊子交配能成功繁殖，并將細菌傳給后代，而不攜帶這種細菌的雌性蚊子與帶菌的雄性蚊子交配生育的后代不能存活。因此，可以讓雄性蚊子感染沃爾巴克氏體來控制蚊子。

不久前，在美國密歇根州立大學工作的奚志勇等人在英國《自然》雜志上發(fā)表文章稱，他們借助胚胎顯微注射技術使斯氏按蚊穩(wěn)定感染了沃爾巴克氏體，并傳播了至少34代，試驗所用的蚊子群體完全被感染。但是，沃爾巴克氏體并不能完全阻斷瘧原蟲在蚊子體內的生命周期。攜帶瘧原蟲的蚊子仍能傳播瘧疾，不過效率大為降低。同時，感染沃爾巴克氏體的蚊子在野外環(huán)境中如果不能產生足夠多的后代，它們就無法與野生蚊子種群競爭，起不到防控效果。

所以，這種抗御瘧疾的方式還需要進一步評估。

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