本文刊載於《三聯生活週刊》2019年第30期，原文標題《徹底治癒艾滋病還有多遠？》

霍華德

7月初，美國的兩個實驗室聯合兩種療法，最終在受感染的9只小鼠身上徹底清除了HIV病毒。這讓人看到了徹底治癒艾滋病的希望。

記者 嚴巖

“徹底清除”HIV病毒

無法徹底治癒艾滋病，是醫學界一直以來面臨的難題。所謂“徹底治癒”，是指徹底清除患者體內的HIV病毒，也就是說，憑藉最先進的醫療設備，無論從血液中，還是從其他身體組織中——淋巴組織、腸道系統、神經系統等，都無法檢測到HIV病毒。

而今年7月，美國的科研團隊有史以來第一次從活體動物基因組中徹底清除了HIV病毒。此項研究成果刊登於《自然通訊》（Nature Communications）上。論文顯示，研究人員先後使用長效緩釋抗病毒治療（LASER ART）和CRISPR-CAS9基因編輯方法，最終在受感染的9只小鼠身上完全找不到HIV病毒的蹤跡。為了確定滿足“徹底清除病毒”的定義，研究人員還從接受長效緩釋抗病毒治療和基因治療的小鼠身上提取了免疫細胞，並將它們轉移到健康的小鼠身上，觀察它們是否從任何可能殘留的病毒中感染了HIV病毒，結果依然沒有發現HIV病毒。

這項實驗由美國坦普爾大學（Temple University）劉易斯·卡茨醫學院（LKSOM）和內布拉斯加大學（Nebraska University）醫學中心（UNMC）的研究者共同完成。該論文的共同通訊作者霍華德·E.詹德爾曼（Howard E. Gendelman），是UNMC藥理學和實驗神經科學系的主任，也是艾滋病研究領域的享有盛譽的科學家，他告訴本刊，“單獨用LASER ART療法，雖然可有效壓制正在進行中的病毒複製，但是對潛伏在DNA內病毒無效。這樣一旦停藥潛伏病毒就會死灰復燃；而單獨使用CRISPR-CAS9方法，雖可以降低甚至消除潛伏在DNA中的病毒，但不能控制正在進行的病毒複製。只要有活躍的病毒複製，就會不斷有新病毒插入DNA潛伏下來。我們的想法是，先使用LASER或其他方法全面壓制病毒複製，再使用CRISPR-CAS9，就能在病毒被最大限度抑制的期間完全清除被整合的病毒DNA”。

要理解詹德爾曼研究團隊為了消滅HIV病毒所使用的策略，就必須瞭解HIV病毒的特殊性。HIV病毒屬於RNA病毒，但與其他RNA病毒相比，如SARS、埃博拉等，HIV實在太難對付了。美國一所常青藤院校醫學系主任張天從事HIV病毒研究30餘年，他告訴我，“其他的RNA病毒不會和人類基因整合，相對容易被消滅。此外，埃博拉等RNA病毒感染人體後，感染者中都會有一定比例的自愈者，但是尚沒有發現一例艾滋病的自愈病例”。

而HIV病毒有更為複雜的特性，其中之一便是可以“逆轉錄”。地球上的生命中，有且僅有很小一部分病毒能夠啟動生物“逆轉錄”的過程，即幫助病毒寄生在生物的細胞內，不斷複製自己的基因，並且繁衍後代。在這一過程中，當HIV病毒精確定位到人體免疫細胞表面後，最終就會成功插入到被感染的人體細胞的基因組DNA長鏈之上，結果便是：人體細胞“幫助”HIV病毒生產出完整的病毒顆粒。

上世紀90年代開啟的“抗逆轉錄病毒”（ART）療法，正是瞄準了HIV病毒的“逆轉錄”特性，被譽為HIV臨床治療的一個里程碑，也因此拯救了全球數百萬人的生命。該療法是聯合使用至少3種抗病毒藥物，通過抑制病毒的“逆轉錄”過程，最大限度高效抑制HIV病毒的複製和擴散。但是，ART療法只能做到病毒被抑制，不能被徹底清除，因而艾滋病毒攜帶者依然不得不終身服用藥物，而且一旦停止治療，艾滋病毒會立即再次繁殖。這也是由於HIV病毒把它的遺傳物質注入到它所感染的某類免疫細胞的基因組中，使自己能夠安靜地隱藏在抗逆轉錄病毒療法無法觸及的地方。

這正是HIV病毒之所以難以根除的另一重要原因。除了“逆轉錄”，它還會“潛伏”在病毒庫中。

張天解釋：“HIV病毒一動，就能被識別，藥物就能消除它，但不動就拿它沒辦法。”艾滋病患者對HIV病毒的免疫反應也較弱，剛開始只是產生一些非特異抗體，要等到感染數年之後，才能生產特異的中和抗體，通常此時病毒已經遍佈全身，在眾多的免疫細胞中大量繁殖，甚至會找到一些抗體難以抵達的藏身之處藏起來，導致這些中和抗體很難徹底清除病毒。

詹德爾曼團隊開發的LASER ART療法，不同於傳統的抗逆轉錄病毒治療，它們以病毒避難所為目標，可以在較長時間內抑制HIV病毒的複製。其所使用的治療藥物的納米晶體，可以迅速進入HIV病毒容易潛伏的地方，如肝臟、淋巴組織和脾臟，穿透細胞膜，一旦進入感染艾滋病毒的細胞內，納米晶體可以在數週內緩慢釋放其有效成分。詹德爾曼告訴本刊，“這種晶體結構釋放藥物的速度更慢，使它們能夠在休眠病毒開始出現並複製時繼續殺死它們，持續數月，而不是像傳統藥物那樣持續幾天或幾周”。

而早在2017年，坎莫·哈利裡（Kamel Khalili）所帶領的實驗室，就曾利用被稱為“基因剪刀”的CRISPER-CAS9基因編輯技術，開發出一套新治療系統。動物實驗顯示，該系統能有效從宿主感染細胞中刪除艾滋病病毒DNA片段，顯著破壞艾滋病病毒的基因表達。但與單獨使用抗逆轉錄病毒療法類似的是，該系統也無法徹底清除病毒。

和很多科學發現的偶然性相似，這兩種療法的結合，起因是一場學術會議。“我和哈利裡的研究團隊此前分別通過各自的研究方法，尋求徹底清除病毒的可能，但之前的結果都不太有效，後來我們倆在會議上碰見了，討論合作的可能性。一開始誰都不確定是否會有效，直到做了幾遍，在治療期結束後檢查小鼠的病毒載量，才確認聯合療法是有效的。”詹德爾曼強調，“目前科研界比較確定的一點是，單一療法都不能做到清除HIV病毒，聯合療法是關鍵。”

從小鼠到人

可以說，此次坦普爾大學和內布拉斯加大學實驗成功的意義在於——通過聯合兩種療法，從感染了HIV病毒的人源鼠（經過基因改造的，具有人類免疫系統的小鼠模型）的細胞和器官內徹底清除病毒，為開發潛在治癒艾滋病的新療法增添了希望。詹德爾曼計劃一年內開啟人類臨床試驗，他說：“我們下一步要做的是改進LASER ART的給藥方式，同時在CRISPR的精準性上，要確保不影響其他的正常基因。”

那麼，從動物試驗到人體試驗，是否可以直接複製這兩種聯合療法？

答案是不能。由於試驗目的不同，在小鼠身上實現病毒清除的療法都需要重新設計，才能應用到人體試驗，而此次詹德爾曼團隊小鼠試驗的成功是為了驗證“徹底清除”HIV病毒的可能性。

美國西奈山醫學院博士劉小坤向本刊解釋：“像詹德爾曼團隊使用的LASER ART方式那樣，在小鼠上做實驗，可以通過皮下給藥(把皮膚切開，將納米材料藥物植入皮下組織，讓小鼠緩慢吸收藥物)或者注射的方式給藥，但皮下給藥在患者身上操作性不強，最常見的還是用口服一種類似效果的緩釋藥物，由於不是直接植入皮下，給藥計量、藥物持續的有效時間和抑制病毒的效果可能會有影響，所以該團隊在進行人體臨床實驗前，需要重新設計在人體上的給藥方式。”

針對CRISPR在人體上操作的限制較大——在基因療法中，病毒載體是科學家們使用的最佳“搬運工”，它們用自身的侵入方式將特定的DNA序列引入到人體細胞中——在小鼠實驗中，“科研人員一般利用慢病毒載體(含有HIV病毒骨架基因)或者腺病毒載體，通過注射病毒將CRISPR-CAS9帶到小鼠體內，而在人體試驗中，必須要保證病毒載體的無害性”。

劉小坤解釋：“受限於CRISPR這個技術本身的發展，只能在初始設計好的那一段基因上做‘剪切’，這個操作在細胞層面的話還比較容易，但一旦上升到活體動物，情況就變得更復雜，即便試驗對象是小鼠，CRISPR的成功率也會降低許多。”而由於基因療法本身有脫靶的風險，劉小坤認為，詹德爾曼團隊在23只受感染的小鼠身上成功清除了9只小鼠的HIV病毒，“在科研界，這個成功比例算是很高的了”。

對於實驗結果的檢測也有很大差異。針對小鼠實驗，詹德爾曼進一步解釋，“之所以我們可以稱之為‘徹底清除’HIV病毒，以及宣告這9只小鼠被‘徹底治癒’，正是因為與人類試驗的研究方式不同，我們犧牲了小鼠，並通過解剖每個組織來尋找病毒，包括骨髓、脾臟、肝臟、腎臟、大腦、肺、淋巴結、腸道和其他器官。擔心這還不夠，我們又做了擴增實驗試圖從組織中‘找回病毒’，但依然沒有發現HIV病毒。此外，我們還用了最敏感的檢測方式‘微滴式數字PCR’（一種絕對定量的分析技術），依然沒有發現任何病毒”。

“然而，如果受感染的是人類，只能通過抽外周血的方式尋找病毒的蹤跡，而大部分被HIV病毒整合的細胞存在於外周血之外，若不依賴活體檢測（即法醫學角度，解剖身體）的方式根本無從得知，因而潛伏的病毒就可以‘逍遙法外’。”劉小坤說。

功能性治癒

“我以為最多5年、10年也就能把艾滋病打敗了，真沒想到這麼久。”張天感慨。他在90年代初期就專門研究逆轉錄病毒，之後進入HIV病毒領域做基礎科研，已經30多年。而HIV病毒自1981年第一次被人類發現，至今有超過3000萬人因得艾滋病而死於各種各樣的併發症，大約三分之一的新感染者發生在15～24歲的人群中。

到目前為止，世界上僅有兩個案例——“柏林病人”和“倫敦病人”，被貼上了艾滋病治癒的標籤。其中，“柏林病人”的實驗結果於2010年12月刊登於著名的科學雜誌《血液》（Blood）上，文中提到由德國三所大學醫學部研究人員組成的七人小組向整個世界宣告“這個病人的艾滋病被治癒了”，這也是艾滋病第一次與“治癒”這個詞聯繫到了一起。而“倫敦病人”與之有相似之處，他同時患有艾滋病與癌症，醫生於2016年開始為其尋找骨髓移植配對，之後進行正式手術。截至2019年3月，該患者有近18個月未被檢測到HIV病毒，但目前醫學界的爭議點在於暫時不能宣告這名病人“被徹底治癒”。

然而，很多醫生和科研人員對於被冠以“徹底治癒”的案例，有著非常謹慎的判斷。張天說：“在我個人看來，這兩個案例也只能被歸類為功能性治癒，換句話說，目前受限於分子生物學的技術，儀器無法檢測出HIV病毒的量，並不能簡單歸類為徹底治癒。”

“柏林病人”蒂莫西·雷·布朗

比如“柏林病人”蒂莫西·雷·布朗案例，特殊性是顯而易見的。該病人的醫生兩次利用放射和化療摧毀他所有的原生血細胞，再兩次通過移植幹細胞重建他的免疫系統，恰巧他的骨髓捐獻者體內存在一種罕見的名為CCR5-delta32的基因突變，接受移植後，他竟對HIV病毒產生了抵抗力，移植後就不用再接受抗逆轉錄病毒藥物治療了。

此後有太多醫生試圖複製這個“奇蹟”，都沒有成功。2003年，波士頓布萊根婦女醫院（Brigham and Women's Hospital）的醫生就對兩位HIV陽性患者實施了HAART療法（Highly Active Antiroviral Therapy，即雞尾酒療法）和骨髓移植來治療淋巴瘤。他們的骨髓捐獻者和布朗的不一樣，並沒有CCR5變異，經過幾年的移植手術後，醫生停止HAART療法，並在幾個月內沒有檢測到病毒。但很快，HIV病毒又捲土重來。

更糟糕的是，截止到目前，所有與艾滋病相關的疫苗研究都失敗了。早在上世紀80年代，美國國立衛生研究院就啟動了史上第一個艾滋病疫苗的臨床試驗，當時人們以為很快就能等到艾滋病疫苗上市，從而消滅艾滋病。但30多年過去了，全球每年用在艾滋病疫苗研發的經費超過8億美元，嘗試開發的艾滋病疫苗臨床就做了40多個，但是至今仍沒有一個艾滋病疫苗達到上市標準。張天說：“目前學界關於HIV病毒已經研究得很透徹了，病毒的基因排序已經完成，也破解了它侵入宿主細胞的方法，它本身蛋白與蛋白之間的關係也清楚，就剩下一個障礙，它的潛伏位置，也就是Reservior（病毒庫），還沒有完全弄明白。”

2016年，有一篇發表在《自然》雜誌旗下子刊上的一篇文章《HIV reservoirs：what，where and how to target them》，開篇摘要就表明：“目前抗擊HIV病毒的主要挑戰之一就是消除持續存在的病毒庫，這些病毒庫中隱藏著有整合能力的、複製能力強的原病毒，而且病毒庫對於逆轉錄療法（ART）有抵抗能力。”

然而，文章通篇也在反覆表達一個研究的困境：研究人員無法觀察到最初的病毒是如何從潛伏的病毒庫中被釋放出來，而能被觀察到的“反彈病毒”（停止用藥後，病毒反彈），是已經通過複製的方式“被放大”的病毒，這樣依然無從得知病毒在何時何地進行了複製。

在這種情況下，艾滋病研究領域近幾年提出一個新概念——功能性治癒。指的是通過一段時間的抗逆轉錄病毒治療以後，即使停止使用藥物，患者體內的病毒也不反彈，並能夠得到控制。但此時，依然還有少量的病毒存在。

2012年，曾被媒體瘋狂報道的“密西西比嬰兒”（Mississippi baby）給世界帶來了希望——她是首例用高劑量的抗逆轉錄病毒藥物被“功能性治癒”的艾滋病嬰兒。該嬰兒的母親是艾滋病毒感染者，分娩時未接受雞尾酒療法或產前護理。考慮到嬰兒感染艾滋病毒的風險很高，醫生在她出生30小時後就開始大劑量使用雞尾酒療法，後來的檢測結果也證實女嬰的確感染了病毒，於是醫生開始持續治療，直到嬰兒第26個月時，研究人員再次進行實驗，找到了微量的HIV病毒的痕跡，但它們並沒有和人體細胞結合，也未對健康產生威脅。醫生通過反覆測試才宣佈了這名嬰兒被“功能性治癒”，但同時也表示，無法對這名嬰兒的未來健康狀況做出預測。在接下來的兩年多時間裡，嬰兒感染病毒的跡象一直都沒有出現。直到2014年，在定期的隨訪中，醫生從嬰兒的血液檢查中檢測到了活躍的HIV病毒。這些病毒在嬰兒的體內潛伏瞭如此之久，無奈之下，醫生們不得不給孩子恢復用藥。張天告訴我，“實際上，功能性治癒目前也只有對嬰兒來說有實現的可能，早發現早治療”。

因為HIV病毒依然存活在人體內，患者就不能停藥。本刊在採訪一位艾滋病患者時，他反覆提到的副作用是“吃東西沒胃口，長期如此就容易營養不良，脂肪在不斷流失，而且這個問題還沒解決，貧血症又來了，各種炎症也不間斷”。這位患者的男友也是HIV病毒的攜帶者，堅持服藥5年多，“他最近肝功能檢查出了問題，醫生也明確告訴他，最終的結果就是肝功能衰竭”。

從現實角度來看，不少國家針對艾滋病患者都是免費提供藥物，澳大利亞莫納什大學傳染病科教授莎倫·R.萊文（Sharon R. Lewin）公開表明，“不可能為所有需要ART治療的患者終身提供治療基金”。這也是詹德爾曼等科學家一直努力想要完全消除HIV病毒的原因之一，而此次小鼠試驗的成功向目標又近了一步。

（文中張天為化名）