网易首页 > 网易科技 > 科学探索 > 正文

你只看到传染病夺走性命?未来疫苗也能"传染"

2017-06-12 00:23:57 来源: 网易科学人
0
分享到:
T + -
这种传染性疫苗可让我们节省很多钱。纳斯米尔估计,如果我们有传染性的麻疹、腮腺炎、风疹(MMR)疫苗,我们就可以将每年的免疫成本减少5000万美元。他说:“即使只有微弱传染性的疫苗,你也能省下天文数字般的资金”。 科学家也可以对活体疫苗进行基因工程改造,以阻止它演变成令人讨厌的东西。

出品|网易科学人

译者|小小

编辑|郭浩

我们今天接种的疫苗已经拥有令人难以置信的神奇作用,它们帮助消灭了天花,清除了美洲风疹,每年将数百万人从白喉、破伤风、百日咳以及麻疹等致命疾病中拯救回来。当有足够多的人接种疫苗时,传染病就无法再轻易传播,每个人都会从这种群体免疫中受益。

你只看到传染病夺走性命?未来疫苗也能传染

图:对于人类和其他灵长类动物来说,埃博拉病毒相当致命

然而,要想让足够多的人接种疫苗非常困难,尤其是在公共卫生基础设施较差的地区。所以科学家们正在设计可以通过宿主传播的疫苗和抗病毒疗法。这些“可传染的疫苗”可能首先被用于携带传染病的动物身上,而这些疾病很可能感染人类。有些疫苗可能会削弱病毒,或将病原体附加在良性病毒上。而其他的治疗方法则是针对已经感染的人,并在他们的细胞中捕获病毒。

这些疫苗和疗法目前还处于早期阶段,科学家们必须要证明它们在野生动物或人的身上是安全有效的。但它们可以降低艾滋病和其他传染病的传播,同时保护人们不受其他疾病的困扰。此外,这个策略会比为每个人接种疫苗更加方便和便宜。这里有三种通过可传染疫苗阻止传染病传播的方法:

1.传播,但不像野火那样失控

已经至少有一种已知疫苗具有传染性,虽然它不是故意设计出来的。在美国,脊髓灰质炎疫苗以前是通过注射手段接种的。但还有另一种形式的疫苗,即口服削弱但依然活跃的病毒。事实证明,这个版本的疫苗可以简单地传播给其他人,直到最终消亡。世界卫生组织依靠这种口服脊髓灰质炎疫苗,几乎已经在全球范围内根除这种疾病。

但这种疫苗有个缺点,那就是在罕见情况下,活体疫苗会变异到足以恢复其致命的形式。口服脊髓灰质炎疫苗携带三种病毒,其中一种已在野外根除,但其也极有可能引发问题。世卫组织正在转向两种携带安全菌株的疫苗。

这些疫苗会向免疫系统发出信号,以方便后者识别,并攻击致病原,无论它们包含活体病毒、死亡病毒亦或是部分原始病毒。这可以帮助训练免疫系统,以防遇到真正的病毒攻击。许多疫苗都使用弱化版本的活体病毒,包括麻疹和水痘。在这个过程中,病毒会失效,不能引起疾病,并且无法传播。

但很有可能这些疫苗仍然有传染性,尽管科学家们还没有对此深入研究。当这些疫苗被开发出来时,重点是确保他们不会让人生病。美国得克萨斯大学奥斯汀分校的进化生物学家詹姆斯·布尔(James Bull)在电子邮件中说:“大多数疫苗设计时并没有考虑传播问题。”

如果我们有意设计可传染的疫苗,与常规疫苗相比,它们更有可能恢复致命性。这是因为它们会接触到更多的人,并有机会不断复制和迭代,这意味着它们拥有更多发生突变和进化的机会。爱达荷大学数学生物学家斯科特·纳斯米尔(Scott Nusimer)表示:“在这种情况下,你的传染性疫苗更有可能重新变成病毒。”

有鉴于此,科学家们需要开发只有弱传染性的活体疫苗。这种疫苗只会在死亡前小范围传播,它或许不能根除疾病,但需要接种疫苗的人会大幅减少。纳斯米尔及其同事们估计,弱传染性疫苗在疾病爆发过程中依然会发挥重要作用。他说:“即使是这种微软的传播能力,也需要很长的路要走。”

这种传染性疫苗可让我们节省很多钱。纳斯米尔估计,如果我们有传染性的麻疹、腮腺炎、风疹(MMR)疫苗,我们就可以将每年的免疫成本减少5000万美元。他说:“即使只有微弱传染性的疫苗,你也能省下天文数字般的资金”。

科学家也可以对活体疫苗进行基因工程改造,以阻止它演变成令人讨厌的东西。

2.我们的朋友——疱疹

由于从事建造、狩猎、农业以及其他活动导致自然栖息地大幅减少,人类正与野生动物进行越来越近距离的接触。这也意味着,我们有更多的机会接触到它们所携带的疾病。英国普利茅斯大学的病毒学家迈克尔·贾维斯(Michael Jarvis)在电子邮件中称,大约1/3的埃博拉疫情可以追溯到那些处理被病毒杀死的大猩猩尸体的人身上。

因此,传染性疫苗主要针对那些能使人患病的微生物上,而它们通常寄生在动物身上。这将防止疾病在人类社区爆发,同时让濒临灭绝的动物受益。由于捕猎和森林砍伐,已经陷入困境的类人猿也正受到埃博拉病毒的威胁。贾维斯说:“通过疫苗接种保护类人猿,无论是保护人类健康还是类人猿都是双赢的解决方案。”

与试图追踪和为所有类人猿、蝙蝠或啮齿类动物接种疫苗相比,传染性疫苗的接种要容易得多。纳斯米尔说:“在接种传统疫苗时,你需要找到每只动物进行接种,但这几乎是不可能的。你怎么接近并为大批鹿鼠接种抗汉坦病毒疫苗?”

纳斯米尔称,这些努力实际上不可能使用致病病毒的活体版,为此从另一个角度设计可传播的疫苗可能会更安全。这些疫苗将使用良性病毒,它可以感染人或动物却不会让他们生病。它们被称为巨细胞病毒(CMV),实际上属于疱疹病毒家族。它们在人类和其他哺乳动物身上十分常见。事实上,在美国40岁的成年人中,有50%到80%的人被巨细胞病毒感染,尽管大多数人没有表现出症状。

在这种疫苗中,活体巨细胞病毒会被改造,携带一小段能够引起疾病的病毒,免疫系统会识别和攻击它。如果这种病毒恢复毒性,它会失去作为疫苗的有效性。纳斯米尔说:“它不会产生任何灾难性的后果,因为它只是回到了巨细胞病毒状态。”

这些病毒已经很容易传播,为此科学家们可以设计出一种疫苗,将它们自己限制在已经选择接种疫苗的动物身上。然而,它们在哺乳动物中广泛存在的事实可能是一把双刃剑。如果疫苗被接种到已经携带巨细胞病毒的动物身上,它可能不得不与正常版本的病毒竞争。纳斯米尔表示,这些基于疱疹的疫苗可能无法作为弱性活体疫苗发挥作用。研究人员正在研究多发性巨细胞病毒在动物体内的共存情况。

贾维斯和他的同事正在研究疱疹疫苗,它可以帮助类人猿免疫埃博拉病毒,帮助大鼠对抗拉沙病毒。他们已经证明,埃博拉疫苗可以保护猕猴免受病毒感染,虽然目前的版本不具有传染性。贾维斯说:“下一步是确定能够自我传播版本的疫苗是否同样受到免疫系统保护。有了疱疹病毒的帮助,自然和进化帮你做了许多工作,因为这些病毒已经非常容易传播。”

这种接种也可以设计为不传播方式。纳斯米尔说,一种正在开发的疫苗可以保护人类免受埃博拉病毒影响,它使用良性病毒进行基因改造,并携带埃博拉病毒表面蛋白编码。然而,该疫苗也被剥夺了遗传指令,使其无法继续自我复制。

3.开发病毒“寄生虫”

对于有些疾病,比如HIV,目前还没有疫苗。加州大学洛杉矶分校定量生物学家雷欧·温伯格(Leor Weinberger)说,过去20年间,我们始终在研发能够治疗艾滋病的药物。抗逆转录病毒疗法堪称是巨大的成功,从本质上讲,它将艾滋病从致命疾病减轻为终生可控程度。

但是与疫苗相似,治疗传染性疾病的药物也存在缺点。随着微生物产生耐药性,它们的效果越来越差。温伯格说:“病毒不断复制和变异,而我们使用的化学物质却没有相应改变。而且人们并非总是保持合作,坚持服用药物。即使是为期1周的抗生素治疗方案,人们可能也无法严格执行。”为了抑制艾滋病病情,人们不得不终生服用抗逆转录病毒药物。

这就是为什么温伯格和他的同事计划让病毒“自食恶果”的原因。他们正在设计一种弱版的传染性病毒,与疫苗不同,它是专为那些已经被感染的人开发的。它就像HIV中的寄生虫,在受感染细胞内与病毒争夺资源。温伯格称它们为“化合物治疗干扰颗粒”,简称TIP。

为了维持生长,艾滋病毒会劫持更多健康细胞。这些细胞会变成工厂,帮助HIV病毒包装到它们的遗传物质中。但当TIP到达现场时,它们会窃取这些蛋白质为己用。最终,这些细胞不会感染相邻细胞。温伯格说:“你不会去拯救细胞,但是传递到下一个细胞中的东西主要是干扰粒子。”

通过对艾滋病毒进行围追堵截,这些TIP会降低人体血液中的病毒数量。这应该可以阻止它们传播到其他人身上,也能减缓艾滋病毒的扩散和恶化。这些缺陷粒子将被传递到新的人体内。没有HIV,TIP就不能复制,因此如果它们传播到没有HIV的人身上,它们可能会死亡。

但这些TIP也有可能会坚持下去,如果该人未来被感染,它们依然能够发挥作用。因为它们可以复制和迭代,TIP也将能够进化。它们将与艾滋病毒展开军备竞赛,以便它们可以继续窃取艾滋病毒的营养。如果它们重新恢复为HIV,它们将只会变成感染者已经携带的病毒。温伯格说:“这就像供给没有药效的药物。”

当然,温伯格和他的同事仍然需要解决其他安全问题。他说:“我们必须确保我们削弱了病毒,并且它不会恢复为比原来更糟糕的东西。”他们还必须确保TIP不会引起过度的免疫反应,那会使人变得虚弱。他们仍在完善TIP设计,并将于明年在动物身上测试它们,以确保安全性。温伯格表示,研究团队的重点是HIV,但是类似策略也可以用于治疗其他病毒。

郭浩 本文来源:网易科学人 责任编辑:郭浩_NT5629
分享到:
跟贴0
参与0
发贴
为您推荐
  • 推荐
  • 娱乐
  • 体育
  • 财经
  • 时尚
  • 科技
  • 军事
  • 汽车
+ 加载更多新闻
×

安倍被曝肺癌晚期生命剩3个月 他并非首次被传患

热点新闻

猜你喜欢

阅读下一篇

返回网易首页返回科技首页
用微信扫描二维码
分享至好友和朋友圈
x