消灭疟疾，新疫苗带来曙光

世界卫生组织（WHO）估计，现今全球约有一半人口面临疟疾风险，约有2.19亿人患疟疾，每年死于疟疾的人有100万，其中大多数是非洲儿童。人类抗御疟疾有多种方法，一是接种疫苗，二是灭蚊，三是药物治疗。

　　1980年，世界卫生组织宣布消灭天花。鉴于战胜天花的主要手段是接种疫苗，因此，世界卫生组织也把战胜疟疾的方式锁定在接种疫苗上，为此提出了消灭疟疾的第一阶段任务，希望在2025年开发出免疫效果可达到80%左右的疟疾疫苗。

　　新疫苗表现惊艳

　　2013年8月8日美国《科学》杂志在线发表了罗伯特·塞德和史蒂芬·霍夫曼等人的文章。他们采用美国Sanaria公司（总部在马里兰州罗克维尔）研发的恶性疟原虫子孢子疫苗进行的第一阶段临床试验结果表明，这一疫苗的免疫效果几乎达到百分之百。

　　有50多名非洲成年人参加了霍夫曼等人进行的试验，受试者在为期一年的过程中通过静脉注射了由完整的恶性疟原虫子孢子制备的疫苗。一些受试者接受了4个剂量的恶性疟原虫子孢子疫苗，另一些受试者接受了5个剂量的恶性疟原虫子孢子疫苗。结果显示，在前一组人群中仅1/3的人染上了疟疾，在后一组人群中没有一人患疟疾。后一组的结果证明该种新疫苗的免疫效果达到了百分之百。

　　试验使用的是疟原虫子孢子活性减弱的疫苗，需要多次接种才能达到免疫效果。研究表明，受试者接受的疫苗剂量越多，其血液中的子孢子特异性抗体也越多。受试者体内的免疫T细胞也会以一种剂量依赖性的方式对该疫苗的活性减弱的子孢子做出反应，同时受试者对疫苗没有产生什么严重副作用。

　　对于恶性疟原虫子孢子疫苗的这次临床试验结果，一些专业人员给予了高度评价。美国国家过敏症和传染病研究所的安东尼·法乌希认为，“这一结果非常有意义，因为它第一次向人们展示了高防御水平疫苗的概念。”现在，恶性疟原虫子孢子疫苗的出现不仅有可能实现世界卫生组织提出的抗御疟疾的最初目标，而且最终也有可能彻底消灭疟疾。

　　追溯人类与疟疾的抗争史就可以知道，疫苗是目前最有价值的抗御疟疾和其他疾病的武器，原因在于蚊子是疾病的理想传播媒介，它们能把病原体直接注入人的血液，因而不仅能传播疟疾，还能传播登革热、乙型脑炎和西尼罗河热等疾病，当然蚊子传播的疾病中对人类威胁最大的是疟疾。

　　不过，研究人员在研发和试验恶性疟原虫子孢子疫苗过程中也遇到了各种麻烦和难题，例如，如何研发具有极高效果的疫苗，以及研发出疫苗后如何以简易方便的手段把疫苗接种到人体内。

　　研发的思路和历程

　　研发抗御疟疾高效疫苗的思路产生于20世纪70年代。当时以及后来有很多疫苗的研发是仅仅利用少量恶性疟原虫的蛋白质来制备疫苗，恶性疟原虫的少量蛋白质具有免疫原性，可以用来刺激机体产生抗体，但是这样的疫苗效率不高，而且不稳定。因为，疟原虫也像艾滋病病毒一样具有多变性，能逃避人体免疫系统的识别和攻击。

　　美国和英国等国家的研究人员对恶性疟原虫的基因组进行测序花费了6年的时间，因为恶性疟原虫基因组中80%的序列只由两种碱基构成，这就使得疟原虫的DNA难以分离和测序。现在研究人员终于发现，恶性疟原虫基因组包括大约2400万个碱基对，这些碱基对分布于14条染色体上，大约形成了5300个功能基因。研究人员在对疟原虫基因组的分析中发现了疟原虫为何能逃避人体免疫系统清除的初步原因。

　　疟原虫有大约200种编码蛋白质的基因，正是这些蛋白质参与了免疫逃避。以前的研究显示，疟原虫在红细胞中发育的生活史阶段至少产生了两类暴露于红细胞表面的蛋白质。但在某种复杂的掩护机制之下，疟原虫通过在细胞表面表达不同的蛋白质来混淆免疫反应，从而逃避被感染者（宿主）的免疫系统清除。

　　同时，编码逃避作用蛋白的多数基因位于疟原虫染色体的末端，这一位置使疟原虫在蚊子携带其进行繁殖的阶段易于通过改变编码基因而改变这些蛋白质的结构。但是，要逐一弄清并防止这些疟原虫基因编码的蛋白质的结构和容易发生变化的原因也相当复杂，针对这些具有逃避作用的易变蛋白来研制疫苗更是难上加难，甚至得不偿失。

　　所以，Sanaria公司的史蒂芬·霍夫曼等人设想用整个恶性疟原虫的子孢子来制备疫苗。子孢子是恶性疟原虫生命周期的第一个阶段，也就是把整个子孢子即恶性疟原虫当做免疫原。这样，无论子孢子上的蛋白如何多变，作为子孢子这个整体，却是万变不离其宗，只要以子孢子为免疫原制备疫苗以刺激机体的免疫系统，后者就可以识别整个疟原虫，从而攻击和清除疟原虫。

　　但是，要用人工获得恶性疟原虫的整个子孢子相当困难，在自然状态下一般是由携带了子孢子的蚊子叮咬人后让人感染子孢子而染病，人在痊愈后可以获得免疫力。所以，让蚊子叮咬是一种自然免疫，但是会让很多人染病并死亡。因此，关键是要提取蚊子体内的恶性疟原虫子孢子来制备疫苗，让人产生免疫力，从而避免患疟疾。

　　于是，研发疟疾疫苗从饲喂蚊子开始。霍夫曼等人开展了在无菌条件下大规模饲养蚊子的工作。在喂食蚊子时，对蚊子喂食感染了疟疾的血液，让蚊子感染恶性疟原虫。此后，又对蚊子进行辐射，削弱其体内恶性疟原虫的致病能力。虽然这样的蚊子能叮咬人并致人染上疟原虫，但此时的疟原虫已经不能让人患疟疾了。

　　随后，研究人员又进行了更为细致和繁琐的工作，从感染恶性疟原虫的蚊子唾液腺中收集恶性疟原虫的子孢子，收集的数量达数十亿。最后将收集到的子孢子纯化和冻存，再在后续的研究中用完整的子孢子制备疫苗。收集子孢子的工作不仅繁琐，而且标准严格，因为要达到制备疫苗的标准，又要具备安全性。这项工作曾被视为是不可能的，但通过研究人员的努力工作，最终做到了。

　　正式应用还需要时间

　　在研发出恶性疟原虫子孢子疫苗后，最初的试验令人沮丧，因为进行皮下注射的结果并不理想。2011年的一次皮下注射恶性疟原虫子孢子疫苗的结果显示，80名受试者中，只有2人获得了免疫力。这让研究人员意识到，如果改变接种方式，如通过静脉注射，或许可能让机体免疫系统受到有效刺激而产生免疫反应。于是，在后来的试验中便对成人进行静脉注射，50多名受试者百分之百获得了免疫力。不过，静脉注射疫苗对成人容易，对婴儿或者儿童注射疫苗却非常困难，因为他们的静脉很细很小，难以找到，更难穿刺进行注射，所以有研究人员认为对儿童进行静脉注射疫苗几乎是不可能的。不过，疟疾疫苗的最大受益者是儿童，因为疟疾主要危害儿童，而且儿童染病后容易导致后遗症。世界卫生组织估计，全球每年至少有80万儿童因感染恶性疟死亡。在重症恶性疟中，脑型疟致死率最高。尽管幸存的脑型疟儿童有10%，但他们也会出现不同程度的神经系统损害症状，如偏瘫和失语。

　　此外，感染疟原虫后会对机体免疫系统产生破坏，因此居住在疟疾流行区的人更容易感染其他的病原体，从而引发其他疾病，最常见的是疟疾和结核杆菌、疟疾和艾滋病病毒的混合感染。因而预防疟疾的重点还是儿童。

　　在针对儿童的大规模的疫苗接种过程中，要在短时间内接种成百上千的人，口服和鼻腔内给予疫苗是最简便实用的方式，其次是皮下注射，静脉注射则是最困难的。但是，由于目前研制的恶性疟原虫子孢子疫苗只有静脉注射才能达到最好的免疫效果，所以要对接种方式进行改进。Sanaria公司表示，他们已经在研发一种针对儿童静脉注射的微型注射器，以便快速有效地注射疫苗。

　　此外，大规模接种恶性疟原虫子孢子疫苗还存在另一个障碍，即疫苗必须冷冻存放在液氮的汽化状态下，如果要长途运输疫苗，需要专门的冷冻装置。不过，霍夫曼认为，疫苗可以存放在用以存储和运输兽用疫苗和冷冻精液的设施中，通过飞机运输，可以让远在数千千米之外的非洲儿童接种。

　　即便如此，研究人员也表示，新疫苗的使用可能需要4年时间。因为，还需要对疫苗进行重复试验，尤其是要在疟疾猖獗的地区进行试验，才能进一步确认新疫苗的真正效果，以及新疫苗是否能够抵御不同变种的疟原虫，并观察疫苗在儿童、青少年和成人等不同年龄段人群中是如何发挥作用的。

　　抗御疟疾的其他方法

　　由于传播疟疾的主要是按蚊，在非洲和亚洲（包括中国南方）的一些地方人们目前主要还是使用用杀虫剂处理过的蚊帐，以及在室内喷洒杀虫剂，主要是拟除虫菊酯，同时还使用争议极大的双对氯苯基三氯乙烷（DDT）来杀灭蚊子。

　　1962年，美国的蕾切尔·卡逊在其著作《寂静的春天》中描述，DDT进入食物链，导致一些食肉和食鱼的鸟接近灭绝，以致后来人类社会全面封杀DDT。现在，由于DDT有杀蚊作用而重新出山，虽然DDT和拟除虫菊酯能有效抑制蚊子并降低疟疾的发病率和死亡率，但其最大的副作用是催生蚊子和疟原虫的耐药性。

　　最近，美国哈佛大学研究人员分析了来自亚洲、非洲以及南美洲的57个已具有耐药性的恶性疟原虫的脱氧核糖核酸（DNA），筛查了1.7万多个基因变异，并测试了这些疟原虫对13种疟疾药物的反应，最终确认了11个基因变异与疟原虫的耐药性有关，而疟原虫的耐药性又与使用杀虫剂有关。这无疑为今后的预防和治疗疟疾制造了障碍，当然，也让环境和生态面临危机。

　　另一方面，消灭蚊子或抑制蚊子传播疾病的能力也成为人们抗御疟疾的一个选项。但是，蚊子的流动性和机动性都很强，而且繁殖迅速，控制蚊子很困难。即便如此，在控制蚊子方面也有一些实用的做法，其中的首选就是躲避和毒杀蚊子。例如，用转基因的方法让蚊子丧失繁殖力，或者以虫治虫，即用某种细菌感染蚊子，让其失去繁殖力，或者杀死蚊子体内的恶性疟原虫的子孢子，使其无法传播疟疾。

　　一类称为沃尔巴克氏体的细菌现在成为研究人员关注和研究的对象。沃尔巴克氏体是一种常见于昆虫（包括许多种类蚊子）体内的寄生细菌，携带它的雌性蚊子与雄性蚊子交配能成功繁殖，并将细菌传给后代，而不携带这种细菌的雌性蚊子与带菌的雄性蚊子交配生育的后代不能存活。因此，可以让雄性蚊子感染沃尔巴克氏体来控制蚊子。

　　不久前，在美国密歇根州立大学工作的奚志勇等人在英国《自然》杂志上发表文章称，他们借助胚胎显微注射技术使斯氏按蚊稳定感染了沃尔巴克氏体，并传播了至少34代，试验所用的蚊子群体完全被感染。但是，沃尔巴克氏体并不能完全阻断疟原虫在蚊子体内的生命周期。携带疟原虫的蚊子仍能传播疟疾，不过效率大为降低。同时，感染沃尔巴克氏体的蚊子在野外环境中如果不能产生足够多的后代，它们就无法与野生蚊子种群竞争，起不到防控效果。

　　所以，这种抗御疟疾的方式还需要进一步评估。

　　【责任编辑】张田勘