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抗癌疫苗何止七年之痒 精选

已有 11653 次阅读 2014-4-3 21:38 |系统分类:科研笔记|关键词:学者| 抗癌疫苗, HPV疫苗

抗癌疫苗何止七年之痒

 

        (此文为国内某一杂志约稿,已发表。)

       2013.10.10《南方周末》科学栏目一篇专论“抗癌疫苗的七年之痒”,提及人类医学史上第一个用于预防癌症、并已获得以美国为首全球一百多个国家批准的HPV疫苗,阐述了其在实际使用上面临的一些阻碍HPV疫苗广泛应用的问题。这篇论述其勇气可嘉,挑战发达国家与跨国医药企业的成果,然而问题仅触及皮毛,未涉及本质,在宫颈癌危及生命的沉重现实面前,经费与安全性问题何以能影响抗癌疫苗的广泛展开。其实从原理上论述对HPV抗癌疫苗而言何止七年之痒,应是说终生之痒。HPV疫苗在应用机理上就是含混的,以病毒成分制备的疫苗是预防病毒的感染,抗癌疫苗应该应用的是肿瘤特异抗原或肿瘤相关抗原,将病毒抗原混淆于肿瘤抗原而不加以说明,首先就造成人们在理解上的困惑。虽然豪森因阐明HPV与宫颈癌间的因果关系获得2008年诺贝尔医学奖,但也仅仅是用分子生物学方法推测了HPV是促发宫颈癌因素之一。

癌症的发生是多因素的,病毒只是诱因之一,但确切证明某种病毒与肿瘤之间的直接关系是相当困难的。比如乙肝病毒与肝癌之间高度相关,但至今尚未证明两者之间的必然联系。因此我们不能将预防HPV感染当作预防宫颈癌等同对待。幽门螺旋杆菌与胃溃疡、胃癌的关系被发现,发现者也因此获得诺贝尔医学奖,然而正常人群中幽门螺旋杆菌的感染率是如此普遍,与胃溃疡、胃癌的发生率无法匹配,临床上幽门螺旋杆菌感染与反复感染的几率极大,所以尽管幽门螺旋杆菌与胃溃疡、胃癌之间可能存在一定的关联,但没有必要对幽门螺旋杆菌阳性的人群普遍开展抗菌治疗,让如此庞大的人群长期处于抗菌治疗的状态下。体内相应抗体阳性提示幽门螺旋杆菌感染,但抗体的存在并不影响在幽门螺旋杆菌胃粘液中继续存留,因此其相关疫苗研究的有效性在理论上就有待认证。而目前衡量HPV疫苗卓有成效”的指标是接种疫苗后血液样本抗体水平的几何平均滴度,根据免疫学基本原理,这个指标是否能保证接种者终生免除HPV入侵与存留,进而防止数十年后宫颈癌的发生尚有极大的存疑。

人类用疫苗消灭了天花病毒,控制了麻疹、脊灰炎的流行,从现象推理疫苗可以预防与消灭病毒,因此二十世纪以来疫苗研究与应用得到极大的发展。然而近三十年来人类在征服艾滋病的疫苗研究中屡战屡败;消灭乙肝病毒的乙肝疫苗是尚未见效,因为据某地区十年统计报道急性肝炎下降了83%,而严重影响人类健康的慢性乙型肝炎并未对应地下降;流感病毒变异导致疫苗防不胜防,极大地影响了人们对流感疫苗的接受程度,这些现象已经在提醒人们反思病毒、免疫与疾病之间的确切机制。在这种状态下超越对感染性疾病的预防作用,描绘治疗性疫苗与肿瘤疫苗的蓝图应该说是为时过早。

被误解的免疫系统抗病毒机制

在人们的传统概念中,当某一病毒入侵激发相应免疫反应后,可将病毒清除。但现代临床免疫病毒学研究显示事实并非如此,有些病毒可以在免疫反应发生的状态下继续在感染细胞内存在的。免疫系统的发生源于多细胞生物的出现,多细胞聚集导致一个细胞间相互识别的机制,这个机制借助细胞膜蛋白分子,一类识别“同类”细胞,如MHC分子,另一类识别“异己细胞”,如Ig和TCR分子,“同类”相处,“异己”相斥。随生物体结构与组成不断进化,分化出一类专使识别“异己”职能的细胞,淋巴细胞,这个“异己”不仅是指外来入侵的微生物,也包括自身衰老变质和出轨变性的异常细胞(如肿瘤细胞),最终这些细胞随进化逐步发展为一个复杂庞大的生理系统—免疫系统。

免疫系统的功能由免疫细胞实施的,其对异己抗原的识别、激活和效应都是对应于以蛋白质为主的生物大分子,识别信息蕴藏于分子的三维结构,包括蛋白质及其修饰分子,免疫细胞膜表面行使识别的功能分子对应于外来抗原分子的空间结构(抗原决定簇epitope)。无论体液免疫与细胞免疫,免疫功能的实施必须有抗原基础。即使非特异免疫也有识别基础,如体内免疫相关分子甘露糖结合蛋白,可以与微生物膜表面普遍具有的成簇甘露糖残基结合,引发后续的连锁反应,这是物种在种系发展中逐步形成的先天防御功能。特异与非特异免疫功能协作在对抗微生物入侵中起着根本性的作用(1)

然而病毒是自然界微生物中一类非常特殊的物种,其存在有双重形式:在细胞外以包有蛋白外壳的颗粒存在,在细胞内以核酸的方式存在。对于病毒,免疫系统可以识别病毒外壳蛋白清除游离的病毒,对于感染细胞,需要识别膜上表达的病毒抗原,然后通过溶细胞机制清除感染细胞及其病毒(2)。这种机制限于在细胞间水平,尚未发现有淋巴细胞或抗体进入细胞内行使功能的证据与机制。

另一更本质的问题是细胞内病毒的生命形式是以核酸方式运动,核酸的生物信息蕴藏在序列上,免疫系统没有识别核酸序列和攻击核酸的机制,因此一大类病毒可以在相应免疫应答存在的情况下以潜伏隐匿的方式存在于感染细胞,如疱疹病毒、脊髓灰质炎病毒、轮状病毒等等(3,4),也包括多瘤病毒HPV。

 

疫苗预防病毒性疾病的机制

免疫系统对抗病毒感染性疾病的机制比较明确,当病毒进入机体,入侵细胞复制增殖,同时通过体液扩散,同时表现出病毒血症,在相应免疫反应发生后,游离病毒被清除,首先使病毒血症消失,同时攻击膜上有病毒抗原表达的感染细胞,因攻击反应所致的免疫病理可引起相应的人体症状,即临床上的发病现象,随着感染细胞被基本清除,病理反应逐步终止,疾病进入康复期;从感染发生至在有效免疫反应发生前,就称为潜伏期,这个潜伏期与免疫反应发生周期密切相关,因此规律性很强。因免疫系统并没有清除细胞内病毒的功能,疾病恢复后病毒仍然可以以隐匿方式残留在一些细胞内,但被有效地免疫张力所局限,不会再次发病,这个免疫张力可以对抗同类病毒的再次入侵。也正是因为体内残留病毒的不断刺激,才得以持久维持这类免疫张力,这就是为什么一些病毒感染后可使人终生免疫不再发生同类疾病的机制与物质基础。如上述免疫反应发生适时适度,免疫病理很轻微,临床上可以没有症状,所谓亚临床感染,感染后也可获得终生免疫。这是一大类以人类为长期宿主的病毒的共同特征(5)

因以人类为长期宿主,人的一生难免被这类病毒感染,新生个体一年平均可发生六次显形病毒感染,成年人每年3-4次,加上更大基数的性(亚临床)感染,随着个体的成长,这类病毒逐步在人体内以隐匿残留的方式形成一个“正常”病毒群,这个病毒群对维持人体健康有着重要的意义,一些小儿常见病毒性传染病很少在成年人发生(如幼儿急疹、风疹、水痘、麻疹、腮腺炎等。),归因于正常病毒群的存在。因此通过医学手段追求“纯洁”而持久、彻底、永远清除病毒的概念是需要磋商的。正常病毒群可通过自然感染建立,但有些病毒初次感染诱发的疾病过程非常激烈,其相应的组织损害和并发症对部分个体甚至是致命的或致残的(如麻疹、天花、脊髓灰质炎等),因此疫苗的发明与应用为人类预防这一类病毒性疾病发挥了根本性的作用(6)

早期疫苗的制备是用非致病性的减毒活疫苗或死疫苗,活疫苗的接种等同一次病毒感染,人为参与“正常病毒群”的建立,这也是这类疫苗免疫效果持久良好的根本原因。从这层意义上说,疫苗预防的是病毒性疾病而并不排斥病毒在体内的存在。减毒活疫苗一般不会引发病理反应或很轻微,但因个体差异,疫苗接种发生意外并不稀罕。死疫苗由此而生,但死疫苗不能提供持久的刺激,当激发的免疫反应逐步下降不足以控制病毒入侵时,需要复种强化;例如我国的脊灰炎糖丸是活疫苗,可以维持终生,而北美国家用死疫苗,需要每十年强化一次(7)。我国的乙肝疫苗是抗原疫苗,属于死疫苗,理论上也是要定期强化的,但当今的乙肝疫苗是否有必要是另外一会事,需另文阐述。

 

疫苗抗肿瘤的理论机制

疫苗抗肿瘤研究的理论基础是肿瘤细胞具有与正常细胞不同的肿瘤相关抗原,免疫系统功能与肿瘤的发生有密切关系,就是建立在识别与清除肿瘤相关抗原的基础上(8),免疫系统需要终生维持对肿瘤抗原的监控。由于病毒是寄生于细胞内的独立的基因组,长期残留在细胞内,病毒核酸运动可能对细胞基因的干扰,产生或激发癌基因而导致肿瘤的发生,所以一些病毒与相应肿瘤的发生相关,病毒如何诱导癌基因的发生机制并不清楚,病毒触动肿瘤细胞发生的“扳机”并未确认,确切证明某种病毒与肿瘤之间的直接关系是相当困难的。而且肿瘤的发生是多因素促成的,病毒在其中究竟占多大比例,难以说清,就以相关最密切的HBV与原发性肝癌来说,年龄因素就比病毒因素占的比重大,因为HBV感染的高峰期在人生早年时期,而肝细胞肝癌的发生大部分在中晚年。即使如此,从循证医学的临床统计数据看,与肿瘤发生关系比较相关的有如下几种:HBV与肝癌,EB病毒与B细胞淋巴细胞瘤、鼻咽癌,人嗜T淋巴细胞病毒与人T细胞白血病,疱疹病毒与Kaposi肉瘤,HPV病毒与宫颈癌等等。肿瘤的发病机制与病毒性疾病完全不同,抗病毒疫苗可以防御感染性疾病,但不针对肿瘤抗原,与肿瘤的发生毫无关系。由于HPV疫苗能防止HPV感染,人类乳头瘤病毒(HPV)感染被认为是诱发宫颈癌的重要因素,因此是逻辑推理其为抗肿瘤疫苗,严格地说HPV疫苗是不能称为抗肿瘤疫苗的。如此间接的关系可以被称为宫颈癌疫苗,那么乙肝疫苗应该首先被称为第一抗癌疫苗、抗肝癌疫苗。从疫苗学理论上叙述,历来的抗肿瘤疫苗是以肿瘤相关抗原做基础的,直接用病毒抗原是一种创新,不仅需要理论、更需要实践来验证。理论上细胞内长期残留的HPV病毒是宫颈癌发生的诱因,那判断HPV疫苗的“成效”应该是接种者能终生抵御HPV入侵细胞。

 

HPV疫苗的卓有成效”有待验证

由于病毒感染性疾病与病毒相关肿瘤的发病机制不同,因此对疫苗预防效果衡量标准也不相同;例如,只要维持体内一定的免疫张力就可以抑制病毒性疾病的发生,而预防病毒相关肿瘤的发生需要抵制病毒入侵细胞,不容许病毒核酸在细胞内残留,因为恰恰是这些细胞内残留的病毒长期与细胞增殖周期相随,是导致病毒相关肿瘤发生的重要因素之一。因此抗病毒疫苗要预防相关肿瘤的发生必须有效地清除残留病毒,而这恰恰又是免疫系统力所不及的。在女性的一生中,很多人都会感染HPV,感染几率为40%-85%。在感染后9-15个月里大部分体内的病毒就会消失,其中有近1%的人会发展为宫颈癌,这表明正常的免疫反应并不能清除残留病毒,正因如此HPV疫苗也对已婚女性基本没有作用,所以在展开HPV疫苗应用的国家也主要用于婚姻之前的女性人群(9)

一个更重要的问题是疫苗可以有效地预防感染性疾病,但能否抵御病毒的入侵却并无定论。HPV疫苗必须能预防HPV的入侵才能达到预防宫颈癌的目的。活疫苗接种过程本身已经引入病毒,在此并不适用;死疫苗的作用不能持久,需要重复使用以增强与维持免疫反应。

免疫系统的主战场是循环体液系统,而有些病毒可以直接从皮肤、或呼吸道、消化道进入,不需要通过体液或循环系统来扩散,HPV面对的是相对开放的生殖道粘膜,因此疫苗的预防效果不能仅仅以血清抗体滴度来衡量。目前不论几价疫苗或接种几次,仅以对0、7、18、24和36个月的血清HPV抗体水平来衡量是不足为据的。 HPV疫苗的效果判断在理论上就有待完善。

 

实验医学需要循证医学的支撑

现代医学的支柱是实验医学与循证医学,实验医学以人为的实验室数据为基础,循证医学以临床实践数据为基础,实验医学与循证医学需要互相验证,而且其结果必须以一般的自然规律或科学的基本原理为背景,如不完善则不能作为普遍真理而推广。疫苗是人类对抗病毒性疾病最有效最主要的工具,人类用疫苗成功地消灭了天花病毒,抑制了麻疹与脊灰炎病毒的流行,这些成就确定了疫苗在预防疾病方面的功能,奠定了疫苗学的基础,疫苗的概念得到了普及性的发展。但疫苗发展在HIVHBV病毒面前遇到了障碍。疫苗应用应该在当代人就发挥效应,如麻疹与脊灰炎疫苗,应用三十年来,除了教学或科普书、人们很难再见到这两种疾病;但不说近年来艾滋病疫苗研究屡战屡败,就乙肝疫苗普遍应用三十年来,国内医院的传染病临床仍以慢性乙型肝炎为主体,消耗着大量的医疗资源;虽然以数千万支的基础量出现几例疫苗接种异常不作为虑,但当今的乙肝疫苗接种能否能消灭乙肝病毒慢性感染却是值得人们反思的。在免疫与病毒之间的相约机制尚未完全明确之前,超越疫苗预防感染性疾病的作用,提出治疗性疫苗和预防肿瘤疫苗的新领域,而且在尚无成功先例的前提下普及实践,反映了当前科学研究浮躁的一面。现在一代年幼女性接种HPV疫苗,需要在数十年后(宫颈癌发病高峰在中老年妇女)得到循证数据,没有足够的实践时间验证,评价HPV疫苗“卓有成效”早了点。

欧洲疾病预防控制中心(ECDC)称,所有的女性都应该接种HPV疫苗,同时建议欧盟各国政府推动疫苗的接种。但在欧盟,HPV疫苗的实际接种率却相当低。尽管欧盟29个成员国中有19个国家实施HPV接种,但实际的接种率低至17%HPV接种率在发达国家接种率低的原因主要与人们对此疫苗的态度有关,有人认为这是一种过度预防(10)

实验医学是现代医学的重要手段,实验条件是人为创造的,病毒学(包括免疫学、疫苗学)完全是一门实验科学,其实验结果需要循证医学来验证,更需要符合生物医学的基本科学原理。近年来一些病毒学家以实验室数据得出流感病毒杂交理论来指导自然界流感病毒流行动向,香港的病毒学家宣称这已为无数次试验所证实,“不容置疑”,因此预言禽与人的流感杂交病毒,也不说明禽与人杂交流感病毒应该在哪个物种中流行,因自然界从来没有发生一种流感病毒同时在两个物种中流行的循证依据;人类已知流感病毒流行的历史超过百年,流感病毒如能杂交,“杂交大全”早已成就,还需要今天专家来预言吗!(陈国民 2014.1.6 

 

 



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