HIV疫苗研制为何这么难?我们离终结艾滋还有多远?

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艾滋病是威胁人类健康和生命的传染性疾病,随着抗艾滋病毒药物的研发和鸡尾酒疗法的推广,艾滋病的病死率已从高位下降,成了可控的慢性病。然而,距离艾滋病被发现命名已有40多年,至今仍没有有效的预防疫苗问世。

很多人都想问:为什么新冠疫苗的研发速度如此之快,而HIV疫苗耗费了这么多年时间仍无成果呢?

其实,这和艾滋病毒的特点有关:HIV能直接感染免疫系统,病毒复制能力强、变异迅速。

难点一:HIV变异强

虽然HIV和新冠病毒都是RNA病毒,但不同的是,HIV是逆转录病毒。

什么是逆转录病毒呢?通常情况下,遗传信息的传递方向是DNA→RNA→蛋白质,但逆转录病毒要先把RNA逆转录形成DNA,再整合进宿主细胞的DNA,随着细胞基因组一起复制。这样一来,逆转录病毒就拥有了无与伦比的潜伏能力,人体细胞无法区分敌我,也就没有办法清除掉病毒。

而且,逆转录的出错率很高,这意味着病毒很容易发生变异。一旦病毒变异,原先产生的抗体就不能和它结合,疫苗就没了效果。另外,变异强的病毒也易造成耐药,药物难以对新生成的病毒起效,所以艾滋病的鸡尾酒疗法需要用三种药来抑制病毒。

难点二:HIV直接攻击免疫系统

更糟的是,HIV具有强大的免疫逃逸能力,不仅复制能力强、变异速度快,还能直接感染免疫系统,彻底击穿人体的防线。

在人体的免疫系统中,CD4淋巴细胞相当于“指挥官”,负责识别传递各种病原信息,指导人体的其他免疫细胞,如CD8淋巴细胞(杀伤细胞)等,去消灭入侵的各种病原体。

而CD4细胞正是艾滋病毒攻击的主要载体,HIV可以感染CD4细胞,并将病毒整合进细胞基因组中,这样,随着CD4细胞的复制和繁殖,病毒也就完成了复制和繁殖,感染者体内成了制造病毒的工厂。

艾滋病毒会不断复制,当CD4细胞被破坏殆尽,人体自我防御的系统也就瘫痪了。尽管免疫系统会再制造新的免疫细胞替代死亡的免疫细胞,但是新的免疫细胞仍免除不了被病毒感染。

传统疫苗如灭活疫苗、减毒疫苗等,都是依靠免疫系统发挥作用,让人体提前识别病原体,以生成相应的特异性免疫,之后识别出相同的感染源,就能产生抗体清除病毒。

但艾滋病毒的复制周期和变异速度都很快,隐蔽性又强,在完全被免疫系统清除掉之前,就已经突变出新毒株逃离“追杀”了。因此,疫苗研发速度赶不上病毒的变异速度,研发出一种能根除多种重组株的疫苗就更具挑战性了。

难点三:

此外,艾滋病疫苗研发缺乏成熟的动物实验模型。由于HIV不能感染除黑猩猩外的其它动物,SHIV 恒河猴模型为艾滋病功能性治愈研究提供了一种新的策略,但仍不能准确反映疫苗的免疫保护效果。

近年来,艾滋病疫苗的研究推出了一批新的成果。从使用重组膜蛋白gp120诱导HIV特异性抗体,到诱导细胞免疫反应的CTL疫苗,疫苗研究领域的不断创新,反映了科学界对HIV保护性免疫反应的认知在不断深入。

相信在全球科学家的共同努力下,在不久的将来,我们定能攻克这一世界性难题,终结艾滋病的流行。

参考资料:

[1] https://medicalxpress.com/news/2022-05-covid-vaccine-quick-hiv.html

[2] https://www.verywellhealth.com/hiv-vaccine-development-4057071

[3] https://www.nature.com/articles/s41467-019-09725-6

[4] Dutta, A., Barker, C. & Kallarakal, A. The HIV treatment gap: estimates of the financial resources needed versus available for scale-up of Antiretroviral Therapy in 97 countries from 2015 to 2020. PLoS Med. 12, e1001907 (2015).

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