科学家成功实现通过蚊虫叮咬施打疫苗
蚊子在传播疟疾等疾病方面做得非常出色——现在研究人员已经证明,有可能劫持这些害虫并通过蚊子叮咬传播疫苗。在人体试验中,这些由蚊子传播的疫苗被证明有 90% 左右的有效性。
这是一个了不起的思维转变;研究小组不再将蚊子视为我们生存的祸根,它们只是吸血寄生虫,除了让我们发痒和生病外什么也不做,而是看到了空中有机疫苗输送系统群,它们将运用数百万年进化的所有智慧,为整个种群注射疫苗和定期加强针。
事实证明,他们甚至不需要改造蚊子本身。来自伦敦卫生和热带医学院的研究小组转而研究恶性疟原虫——它被认为是对人类最致命的寄生虫。这些令人厌恶的单细胞原生动物会随雌性按蚊一起等待进食,它们会与蚊子天然的抗炎和抗凝血酶一起藏在唾液腺中。
恶性疟原虫的生命周期,这是一种通过蚊子传播的疟原虫,会导致疟疾
当你被叮咬时,多达 200 个恶性疟原虫会进入你的血液,它们会四处游走,寻找肝细胞来隐藏、繁殖和转化。在一周内,每个单个单位都会向你的血液中吐出近 100000 个新寄生虫,它们开始入侵并杀死红细胞,并开始以周期性的方式繁殖,从而开始出现疟疾症状:发烧、发冷、疲惫、血液凝结和一系列其他严重并发症。
疟疾仍然是一个巨大的问题。美国疾病控制与预防中心估计,2022 年人类感染疟疾的人数约为 2.49 亿,导致约 60.8 万人死亡。美国疾病控制与预防中心的一名解释人员写道:“在许多受疟疾影响的国家,疟疾是导致死亡的主要原因。”
化剑为犁:经过基因改造的寄生虫成为对抗同类的疫苗
因此,伦敦团队研究了如何对恶性疟原虫进行基因改造,使其作为疫苗而不是疾病媒介——他们确定了一种让寄生虫表现正常的方法,直到它在人类肝细胞中定居并开始繁殖。
感染大约六天后,该团队改良的 GA2 寄生虫就停止发育。它们不会将这些次级寄生虫释放到血液中。但它们会释放出一大堆抗原,这些抗原会引发人体免疫系统产生强烈的炎症反应——当未经改造的携带疟疾的寄生虫下次出现在肝细胞中时,这种反应就会迅速触发。
红细胞中的恶性疟原虫环状体 Graham Beards 博士,根据 Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 International 许可证授权
人体测试:不,谢谢
不知何故,该团队设法找到了 43 名愿意测试这些新型有机疫苗的志愿者。在第一阶段的测试中,20 名受试者被携带改良 GA2 寄生虫的蚊子叮咬 15 次或 50 次。没有一个受试者表现出血液阶段感染的迹象,证实了该方法的安全性。
然后,在第二阶段,23 名受试者必须进行三次测试,间隔 28 天,接受正常蚊子或携带改良寄生虫的蚊子叮咬 50 次。其中一半是 GA2,另一半是不同的 GA1 版本,它们被设计成在肝脏中仅一天而不是六天就停止发育。
三周后,他们再次被携带未经改造的疟疾寄生虫的蚊子叮咬五次。我们希望他们能得到丰厚的报酬。
之前曾被正常蚊子叮咬过的所有三名受试者都感染了疟疾,接种 GA1 改造寄生虫的受试者中有 13% 的人没有感染,而接种 GA2 寄生虫的受试者中有 89% 的人成功避免了感染。
新闻稿中写道:“除了蚊子叮咬引起的瘙痒之外,副作用有限。”该团队现在希望进行更大规模的试验来复制和确认他们的结果,我们向那些有勇气报名参加的人致敬。
接下来会怎样?
因此,假设更大规模的人体试验进展顺利,我们现在知道蚊子叮咬可用于传播疫苗。
也许,如果在疟疾肆虐的地区将大量携带 GA2 的昆虫放归野外,它们的自然食欲将确保整个种群在一年中感染风险最高的温暖潮湿季节定期接种疫苗加强剂——无需冷藏供应链、卫生针头和训练有素的医务人员。
但研究人员并未提及任何此类计划。事实上,尚不清楚这项研究将带来什么结果。目前,将 GA2 寄生虫植入昆虫体内需要耗费大量劳动力——寄生虫在实验室中用人类血细胞培养,然后将血液喂给蚊子,蚊子需要长达两周的时间才能通过叮咬传播。
因此,饲养足够的昆虫来为整个城镇接种疫苗既不快捷也不便宜,而且你需要不断繁殖更多昆虫来与野生蚊子竞争——即使有人设法让委员会通过了这个想法。此外,由于这些寄生虫的特定生命周期,这种方法似乎也不太可能用于提供其他类型的疫苗。
尽管如此,这是一个令人着迷的想法,而且肯定还有其他针对疟疾的项目涉及繁殖和释放转基因蚊子,所以我们很想知道事情会如何发展。
这项研究在《新英格兰医学杂志》上公开发表。