疫苗或成为消灭疟疾的利器

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疟疾在全球87个国家和地区肆虐,每年造成40.9万人死亡,因此尽管疟疾疫苗研发困难重重,科学家仍不放弃利用疫苗制服疟疾的机会,并在一项小型临床试验中取得了令人欣喜的进展。

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文|张田勘

责任编辑|朱力远

2021年6月30日,世界卫生组织(WHO)发布新闻公报,中国正式获得该组织消灭疟疾认证。至此,中国疟疾感染病例由1940年代的三千万减少至零,堪称了不起的壮举。

同在6月30日,《自然》杂志在线发表了美国国家过敏和传染病研究所帕特里克·达菲(Patrick Duffy)团队的一项疟疾疫苗的研究结果,对56名志愿者接种灭活(弱化)的疟原虫疫苗,然后使用预防性药物治疗,在受试者中展现了高水平的保护力,这个结果意味着疟疾疫苗效果可期。

然而,这并非第一种疟疾疫苗。此前已经有一些疫苗,而且展示了一定的效果。但是,由于免疫效果并不理想,无论是专业界、临床,还是社会都对研发疟疾疫苗提出了疑问。首先是,目前人类社会已经有应对疟疾的较好方式,包括室内喷洒杀虫剂、使用药浸蚊帐和药物治疗。这些方式已经能有效防治疟疾,迄今,已有包括中国在内的12个国家获得WHO的消灭疟疾认证。

研发疟疾疫苗困难太大,效果较低,因为疟原虫的基因变异比较迅速,不仅能产生抗药性(包括抵御药物治疗和杀虫剂灭杀),也能由此而降低疫苗的有效性。此外,疟疾疫苗的副作用也比较大,如可能引发脑膜炎。

尽管有这些疑问,但研发疟疾疫苗还是在全球得到肯定。原因在于,如果能有更多的方式防治疟疾,人类消灭疟疾的步子会更快,解救的人更多,释放的社会能量和增加的经济收入会更多。截至2020年,疟疾仍在全球87个国家和地区肆虐,感染人数超过2.29亿。每年全球疟疾致死人数约40.9万人,5岁以下儿童是最易受疟疾影响的群体,仅2019年,儿童就占全球疟疾总死亡人数的67%(27.4万人),全球用于控制和消除疟疾的资金总额约30亿美元。因此,WHO把疟疾、结核病、艾滋病一起列为全球三大公共卫生问题。

WHO于2021年4月25日提出计划,到2025年在25个国家终止疟疾的传播。这只是一个初级目标,高级目标显然是要在现在流行疟疾的87个国家消灭疟疾。如果有疫苗的帮助,就有可能较快实现消灭疟疾的初级和高级目标。

但是,研发疟疾疫苗有很大困难,主要难点在于,疟原虫约有5300个基因,其基因组的复杂性以及寄生虫复杂的生命周期成为疫苗研发的拦路虎。早在20世纪80年代,一些研究人员和药企就在研发疟疾疫苗,其中葛兰素史克公司(GSK)研发的RTS.S(Mosquirix)疫苗时间最长,而且在多年的进程中获得了不俗的临床试验效果,并在21世纪初成为首个通过临床试验阶段的疟疾疫苗。

Mosquirix的原理是,刺激免疫系统对一种只出现在疟原虫孢子表面的蛋白质(环孢子虫蛋白CSP)产生反应,即疫苗靶向疟原虫孢子阶段(疟原虫从蚊子宿主进入人体的阶段)。为加强反应,研究人员还将疫苗蛋白与乙型肝炎表面蛋白融合,并添加了佐剂。Mosquirix进行过多次临床研究,其中比较重要的是,2009年至2011年间,在7个非洲国家的1.5万名儿童中进行了一项大规模试验,结果喜忧参半。在接种疫苗的5月至25月龄儿童中,疟疾感染总体下降40%,严重感染下降30%。

对Mosquirix的总体评价是,功效和耐用性一般,接种4剂疫苗仅能在不到3年的时间里对严重的疟疾提供30%的保护。随着时间的推移,该疫苗的保护效果快速减弱,并呈现年龄依赖性,6-12周龄婴儿的保护率低于5-17个月龄的幼儿。

尽管如此,2019年,WHO还是决定在非洲马拉维、加纳和肯尼亚建立疫苗试点,接种该疫苗和改良版R21。因为,能保护30%的人也总比完全没有保护要好得多。R21疫苗的改良体现在,其佐剂比Mosquirix的佐剂更容易制造,因此可以降低成本。

2021年4月披露的一项对布基纳法索450名5-17个月大的幼儿的临床试验结果显示,R21一年内预防疟疾的有效性高达77%。与此前的Mosquirix效果相比,R21的效果增加了一倍多。

经过近40年的研究,Mosquirix和R21有了初步的预防疟疾效果,因此这款疫苗将会作为补充方式添加到WHO预防疟疾的核心措施中,其他方式包括常规使用驱虫蚊帐、室内喷洒杀虫剂以及及时获得疟疾检测和治疗。

现在,美国研究人员发表的这项疫苗研究结果是由马里兰州蒙哥马利的Sanaria公司主持和资助的,疫苗称为PfSPZ,是由来自疟原虫的孢子体组成,与Mosquirix和R21的技术路线相似,发表的结果是两项一期临床试验,都获得成功。

这种疫苗的接种和保护也称为化学预防性疫苗接种(CVac)。在CVac试验中,健康的成年志愿者接受PfSPZ和乙胺嘧啶(一种杀死肝脏阶段疟原虫的药物)或氯喹(一种杀死血液阶段疟原虫的药物)。接种3个月后,在严格控制的条件下,这些志愿者或者暴露于与疫苗相同的非洲疟原虫株(同源挑战),或者接触与疫苗株基因距离较远的变异南美疟原虫(异源挑战)。

结果表明,PfSPZ的剂量越高,保护作用越大。最低剂量的PfSPZ联合乙胺嘧啶,在9名志愿者中仅有2名(22.2%)免受同源攻击。相反,接受了最高剂量(剂量增加4倍)的PfSPZ联合乙胺嘧啶的8名受试者有7人免受同源攻击(87.5%),9人中有7人(77.8%)免受异源攻击。

PfSPZ联合氯喹的情况下,接受更高剂量PfSPZ的所有6名志愿者(100%)都完全免受异源(巴西发现的7G8虫株)的攻击,并保持3个月之久。上述两种高剂量方案的高水平交叉毒株保护都至少持续了三个月。这一小型的临床试验结果令人欣喜。

当然,这只是PfSPZ的1期临床试验结果,受试人数也较少。未来,会在非洲的疟疾流行国家马里进行该疫苗的2期临床试验。只有在进一步的试验结果出来后,才能比较PfSPZ与Mosquirix和R21的效力。同时也能让WHO决定是否可以把PfSPZ添加到抗御疟疾的核心措施之中,从而成为消灭疟疾的另一种有力武器。

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