GSK.

对疟疾的武器

疟疾寄生虫具有复杂的生命周期和高可变性,使得疫苗的发展成为一个真正的挑战。目前最先进的疫苗候选人是RTS,S。

什么是疟疾?

疟疾是在非洲,南美和亚洲的热带和亚热带地区发现的危及生命的疾病。它是由微小引起的疟原虫寄生物通过蚊子从一个人传染给另一个人。疟疾每年造成数十万人死亡。不幸的是,其中大多数是五岁以下的儿童。

疟原虫疟原虫已经进化了狡猾的方式来耸耸肩消除许多药物的影响。

疟疾一直是千年人类生活的特征。在过去的几十年里,世界各地的科学家,医生和慈善工作者的团队已经加入队伍来提出预防和治疗疟疾的策略 - 分布数亿蚊帐,进行杀虫剂喷洒以杀死蚊子和发展抗疟药毒品。虽然有五种物种疟原虫导致人类疟疾的寄生虫,疟原虫疟原虫导致最严重,危及生命的感染,因此是焦点这些努力。

自2000年以来,对疟疾管制的资金增加了增加,取得了巨大进展,并在全球下降了47%。然而,疟原虫疟原虫已经进化了狡猾的方式来耸耸肩耸过许多曾经有效的药物的影响。耐药已成为对抗疟疾的最大挑战之一。

世界各地的科学家和慈善机构正在共同努力,迎接挑战,但斗争耐药寄生虫将极大地得益于一种疫苗

图片信用:美国陆军非洲通过Flickr CC-by

什么是疫苗?

疫苗接种是控制传染病最有效的方法之一。

给予个人疫苗,以帮助“训练”他们的免疫系统来识别特定的病原将来。疫苗通常含有少量病原体,身体将识别为外国并开始生产抗体反对。这意味着当身体后来暴露于病原体本身时,身体已经有一支抗体的军队,准备发射直接攻击它。

疫苗接种被认为是控制传染病的最有效的方法之一,因为与药物不同,它使用了身体的自然防御系统。疫苗可以为特定疾病提供更长的时间的保护,有时可以防止感染发生。

为什么我们还没有疟疾疫苗?

疟原虫第一次被鉴定为1880年疟疾的原因以及蚊子的作用vectors.对于寄生虫在1898年被揭示。那么为什么我们仍然没有有效的疫苗对抗疟疾?

复杂的生物

疟原虫物种是原生动物寄生虫。这意味着它们是真核生物的细胞,就像我们身体中的那些。疟原虫寄生虫的结构与我们的细胞相似,有一个,并且具有比较复杂的蜂窝结构和生命周期细菌病毒。这种复杂性使得开发疫苗疟原虫寄生虫是一个更大的挑战。虽然已经研制出针对几种病毒(例如天花)和细菌(例如破伤风)的疫苗,但目前还没有针对任何真核寄生虫的疫苗。

狡猾的生命周期

根据定义,寄生虫是一种生物,其生物,在另一个生物(其主机)中或在他们的费用中获益。然而,为了在宿主内生存和茁壮成长,寄生虫必须避免免疫系统检测。这样做,狡猾疟原虫寄生虫的进化使得其生命周期的很大一部分是隐藏在宿主的细胞内进行的。只要它进入血液疟原虫直奔肝脏,钻到那里的细胞里。它在这里成熟和繁殖,然后冲出肝脏进入血液并入侵红细胞它在美国反复繁殖,导致了我们所知的疟疾。这种在宿主细胞内繁殖的策略意味着,疟疾寄生虫在其生命周期的大部分时间里都被隐藏起来,免受免疫系统的保护。

显示疟疾生命周期的例证。图像信用:Genome Research Limited

可变性

复杂的生命周期不是唯一的技巧疟原虫有袖子逃避主持人的免疫系统。当疟疾寄生虫进入宿主细胞时,蛋白质信号出现在细胞表面上。疫苗可以基于这些信号,但疟疾寄生虫已经开发出一种复杂的方法,以便经常改变其显示的特定蛋白质信号。因此,虽然可以开发疫苗以训练免疫系统识别一种蛋白质信号,但它不一定有助于识别任何其他蛋白质信号。

为什么我们相信疟疾疫苗可以工作?

如果人们反复感染疟原虫疟原虫,他们最终发展出一种自然保护,也就是免疫力。这表明如果人体经历了P. falciparum.寄生虫足够的时间能够识别出现并且在对抗它的有效攻击时能够识别。疫苗只是一种加快一个已经自然发生的过程的方法。

科学家们然后将他们的手臂粘在蚊子的笼子里,自愿被咬了......

还有直接的实验证据表明,为人们接种抗疟疾疫苗是可能的。在一个例子中,科学家们把一些感染了疟疾的蚊子暴露在足以阻碍寄生虫功能但又不会完全杀死它们的伽马辐射中。然后,科学家们把他们的手臂放进装有蚊子的笼子里,自愿被蚊子咬大约100次,从而让自己感染疟疾寄生虫。因为这些寄生虫暴露在辐射中,它们没有导致疟疾,但它们确实足够刺激志愿者的免疫系统,以保护他们未来不接触活的寄生虫。

该实验表明了“减毒”疫苗的有效性,其中病原体的毒力降低,因此它是无害的并且不会引起疾病。然而,这种特殊方法难以对数十亿名患者进行。因此,在寻找开发疟疾疫苗的更简单方法方面,研究已经侧重了很多研究。

我们找到疫苗有多近?

在疟疾疫苗发育的历史中,科学家通常在一次寄生虫生命周期的一个特定阶段引导,例如当寄生虫留下一个红细胞并试图侵入另一个。迄今为止,最先进的疫苗候选人已经是RTS,S。

突出疟疾寄生虫生命周期的红细胞阶段的例证。图像信用:Genome Research Limited

RTS, S

RTS,S已经开发了20多年,在实验室和非洲儿童中进行的几项研究表明,它可能有助于保护儿童和婴儿免受疟疾引起的疟原虫疟原虫

RTS,S是基于一个蛋白质称为围绕寄生虫的孢子型阶段的涂层的环孢子蛋白(CSP)。这些是薄的细长疟疾寄生虫,当蚊子叮咬某人时首先转移到人类主体。

CSP似乎表现得像GPS帮助寄生虫进入肝脏。

因此,CSP是寄生虫注射后,宿主免疫系统首先遇到的蛋白质之一。这种蛋白质的作用似乎有点像GPS,帮助寄生虫到达它的第一个目的地——肝脏。开发RTS,S疫苗是为了训练免疫系统识别CSP,并触发免疫反应,在寄生虫到达肝脏之前杀死它。

疫苗试验

最初是RTS,S疫苗被试验为美国军队疟疾计划的一部分。武装部队在部署疟疾地区的疟疾时患有风险很大,因此大量参与调查寄生虫的方法。然后在20世纪90年代被英国制药公司Glaxosmithkline(GSK)拿起疫苗。在过去的几年里,GSK将疫苗放入III期临床试验中,最可能患有疟疾疫苗,这意味着疫苗在超过10,000人中进行了测试。

武装部队已经大量参与调查疟疾的方法20多年。图片信用:美国陆军非洲通过Flickr CC-by

疫苗开绿灯

2015年,经过30年的研究,欧洲药物局给了RTS,S(销售为Mosquirix)的绿灯,以安全和有效性。这是最后一次批准前的最后一次障碍之一,被认为是一个重要的科学成就。疫苗旨在用于非洲儿童的疟疾感染而不是旅行者。

虽然疫苗已被证明是安全的,但副作用很少,但目前尚不清楚其在长期持续的时间。当患者5至17个月的儿童给予三剂量的疫苗时,发现了最佳的保护水平,每个月分开,与20个月后的至关重要的增压剂剂量相结合。到目前为止,已经看到患者长达五年但不再是,因此需要与其他预防员一起使用。

那么现在发生了什么?

科学家目前正在寻找一个疫苗,该疫苗将针对疟疾的血液阶段,并可以与RTS,S一起使用。到目前为止,临床试验中的血液阶段疫苗已经进展到II期。这是当疫苗给予一个或两百人,然后被监视,看看它们是否受到疟疾的保护。

开发血液阶段疫苗的巨大挑战之一是选择大量潜在的靶蛋白是最好的蛋白质。2014年,惠康信托桑格研究所的科学家和肯尼亚医学研究院合作拿出一个新的疟疾疫苗。他们开始通过选择蛋白质库疟原虫疟原虫这被认为是疟疾疫苗的有希望的候选人。选择的所有蛋白质都是由血液阶段晚期的寄生虫表达,当它留下一个红细胞并试图进入另一个红细胞时。

在这项研究中,肯尼亚医学研究所的科学家对一组感染疟疾的儿童进行了为期6个月的研究。一些孩子生病了,而另一些孩子则受到了阻止疟疾寄生虫进入他们红细胞的抗体的自然保护。研究人员从受保护的儿童身上提取了血液样本,并研究了他们血液中保护他们免受疟疾寄生虫感染的抗体组合。

然后,研究小组对抗体和蛋白质库进行了筛选疟原虫疟原虫看看它们会与哪些蛋白质结合。研究发现,这种保护作用与体内同时产生对抗多种蛋白质的抗体有关,而不是只针对一种“魔弹”。这支持了先前的理论,即成功的血液阶段疫苗需要包括多个不同的靶点才能真正有效。

展望未来,有哪些挑战?

阻断传播的疫苗

在开发一种疫苗方面也有很多兴趣,防止疟疾寄生虫与另一个人的疫苗传播,例如通过阻止蚊子的寄生虫​​的性阶段的开发。传输阻止疫苗的一个有趣方面是它们不会直接受益受疫苗的人。然而,在疟疾负担的世界地区非常高的地方,人们每天都会被疟疾感染的蚊虫咬伤。虽然没有直接治疗现有的疟疾感染,但这种类型的疫苗将显着降低寄生虫传输,保护整个社区免受这种致命疾病的未来事件。

儿童接受疫苗接种。图像信用:谁

'超级'疫苗

理想情况下,疫苗应提供长期(优选寿命长)保护,相对便宜且易于管理。虽然是患有临床疾病的疟疾的血液阶段,但科学家已经意识到为对疟疾进行真正有效的疫苗,可能必须关注寄生虫生命周期的多个阶段。这意味着结合最佳的传输阻断疫苗,最好的血液阶段疫苗和最好的肝脏疫苗,以产生一个“超级”疟疾的疫苗。

然而,开发这样的超级疫苗将是一个昂贵而复杂的过程,因此必须在有效性和成本之间找到平衡。

抵抗性

开发一种抗疟疾疫苗与开发一种新的抗疟疾药物存在一些相同的问题。疟疾寄生虫的适应性很强,可能会发生变化并对疫苗产生抗药性。通过开发任何抗疟疾疫苗或药物,你都是在鼓励寄生虫进化和产生耐药性,以便在暴露和维持物种。在研究长期疫苗时,考虑这一点很重要。

现实地,对抗疟疾的斗争将是一个漫长的人......

现实地,对抗疟疾的斗争 - 无论是杀虫剂,药物还是疫苗 - 都将是一个漫长的人,并且可能在同一时间需要许多方法。红色女王假设有时用于描述我们对抗疟疾的战斗。这是一个进化的假设,提出了生物体必须不断适应,进化和繁殖,以便在不断发展的反对中生存。

虽然科学家正在努力开发下一代抗疟疾药物或疫苗,但疟疾寄生虫已经计划下一步。

此页面最近更新于2015-09-04