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一旦HIV抓住CD4与CCR5两种蛋白质后,膜上的刺突底部就会向内折起来。这个举动会将病毒拉近细胞,让两者的膜彼此黏附。宛如两滴从窗户上流下的水一般,病毒与细胞接触,两者的膜会结合在一起,两滴于是变成一滴。病毒现在就能将它的内容物倾倒进人类细胞里,这些内容物就是RNA,以及将RNA解开、移进细胞所需的所有酶。一旦进入细胞,病毒的RNA会直捣细胞核,准备占据我们的DNA与细胞的机制,开始自我复制。
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只有少数几种细胞会同时具有CD4和CCR5。虽然HIV能感染任何这类的细胞,但我们通常把焦点放在指挥T细胞的折损上,因为它们大量存在于血液中,更与我们自保的能力密切相关。回顾历史来看,虽然这种病毒也会在我们的组织里存活,但我们通常还是会把这种疾病视为血液疾病。这是有原因的:比起提取组织样本来测量具有CD4和CCR5的细胞群体,抽血来检测指挥T细胞则简单多了。
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病毒包膜会扫描周围的细胞,侦测那些从细胞中探头出来的CD4和CCR5蛋白质。一旦它侦测到这些蛋白质,就会跟它们结合,有如磁铁一般,并进入细胞中。HIV除了攻击指挥T细胞外,也会攻击巨噬细胞,这是一种会吃掉入侵病原体的白细胞。巨噬细胞有时被人称作人体的垃圾处理机。HIV并不会直接杀掉巨噬细胞,而是让这些细胞存活下来,甚至还会改变我们身体与这些小型垃圾处理机的沟通方法。这样的策略非常聪明,因为巨噬细胞能够到达身体的任何部位,同时载着病毒到处跑。不过,HIV最为人所知的一点,就是它会摧毁控制免疫系统的T细胞。
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指挥T细胞是完全圆形的,上头布满CD4蛋白质绒毛般的螺旋。再一次强调,这些免疫系统的指挥官并不会直接杀死被病毒或细菌感染的细胞,而是统合身体对感染的反应,启动突击兵,即杀手T细胞。杀手T细胞名副其实,会直接杀掉被病毒感染的细胞。指挥官还会启动B细胞,这些细胞像是轰炸机军团一样,在病毒上投掷抗体,将之扰乱,使它难以继续感染新的细胞。每微升的血液中(大约是一个雨滴的大小),一般健康的人有500个到1500个指挥T细胞,但在HIV大肆毁坏之时,这个数字可能会变成0。在一路赶尽杀绝的过程中,HIV会杀掉许多T细胞。HIV的行为像是受过训练的杀手一样,专门挑出整个军队所依赖的指挥官。
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但最大的问题是,在急性感染阶段,当刚刚开始入侵的HIV正召唤庞大的军团时,其实没有什么症状,而且就算有症状也相当轻微。患者会发生类似流感的症状,像是发烧、酸痛、疲倦等,这些与其他病毒感染时的症状一样。这个阶段的主要目的不是杀死T细胞,虽然说还是有不少T细胞会死,且大部分都在组织里面。不过,这些损失跟接下来几周的大屠杀比起来,不过是小事而已。指挥T细胞此时尚未发现有什么异状,但病毒正在这个时候大量增加,竭尽所能地自我复制,平均一天会复制出100亿个。两个关键事件是相连的,身体内的病毒量达到高峰时,正好就在指挥T细胞数量大幅跌落之前。从外表看来,患者看起来很健康,而且本人也很可能觉得很健康,但体内的免疫系统正在崩解。
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在感染的最初几周,病毒会杀死深藏在组织里的细胞。这些细胞包括指挥T细胞和巨噬细胞,跟在血液里的细胞不一样,组织里的细胞是紧紧挤在一起的。这些细胞是病毒的最佳头菜。我们通常不会检测肠道内膜和阴部组织的细胞,从医学上来看,我们很难发现这些细胞已经不见了。病毒一旦杀掉这些细胞,它们就不会再回来;即使经过数十年的抗病毒治疗,我们也无法替补这些珍贵的指挥T细胞。随着病毒不断自我复制,它会开始渗入血液。据我们所知,没有一个神奇的开关,标记着急性感染结束、慢性感染开始(这有可能导致AIDS),似乎是当病毒数量达到一个临界点后,血液里就会充满数十亿个病毒。免疫系统会反应,但完全无法力挽狂澜,大规模的毁坏已经开始。指挥T细胞会最先遇害,不过要消灭它们得花上一些时间。随着细胞不断被杀害,免疫系统便失去防卫作用。患者就会这样从HIV感染进展成为AIDS。
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那么,医生到底该何时开始治疗?要及早开始,来防止病毒破坏免疫系统?还是要晚一点,等到血液中可以测出病毒的影响,势必需要服药的时候?无论治疗什么时候开始,医生开的药都是一样的。不过,在1996年前后,一般的想法是,一旦开始服用HIV药物,就不能停药。停止服药有可能会让病毒展开突变,而病毒只要开始突变,就有可能对抗病毒药物产生抗药性。
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医生非常不喜欢在没有疾病的迹象时就开始让患者接受治疗。由于没有证据显示及早治疗有好处,因此没有理由在症状开始之前就先展开治疗。事实上,太早开始治疗也有风险,因为患者可能会忍不住停止服药,而产生抗药性。毕竟,要一个根本不觉得自己生病的人吃药,是一件相当困难的事,尤其当这些药物不容易服用,又会产生可怕的副作用时。因此,虽然1996年时,我们总算有了能有效对抗HIV的新药,但我们却没有这些药物的使用手册。我们即将认知到,迅速发展中的个体遗传学能在多大程度上帮助我们寻找治愈HIV的方法。
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柏林病人:艾滋病医疗史的转折 10 Delta32突变
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1996年是柏林病人治愈疗法确切成形的一年。那年开始能获得的新药,代表HIV研究的转折点。不过,那一年还有一项新发现:一项关于个体遗传学影响HIV调控的奇特发现,到最后会变得跟这些新药一样重要,甚至可能更重要。这个发现与被称作CCR5的基因有关,更准确地说,是跟这个基因的某种特定突变有关:Delta32(德尔塔32突变基因,∆32)。
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20世纪90年代初期,纽约有一小群男同性恋者发现,他们虽然曾经多次与HIV携带者发生危险性行为,却没有感染HIV。这些人当中,有些人开始想着自己为何没有染病,并且想要厘清为什么。最后,有25人到了纽约曼哈顿东区的艾伦·戴蒙德艾滋病研究中心,何大一在那里担任研究主任。这里是全世界致力于HIV研究中最大的私人研究机构。这一群男性后来被称为EU,代表“暴露但未受感染”(exposed uninfected),成为该中心的患者群。
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1996年,这家纽约的研究中心的研究人员发表了一篇划时代的论文。他们发现了这些EU患者为何进行过危险性行为,却仍然未受感染的原因。这些男子在CCR5基因上有一个突变,导致基因的32个片段消失不见。这个突变后来被称为Delta32突变。
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CCR5基因编码的是CCR5蛋白质,科学家常常说这是个无所事事的基因,因为它在身体里没什么重要的作用。CCR5是“趋化因子受体第五型”的缩写;趋化因子受体坐落在细胞表面,会与一小群统称为“趋化因子”的家族交互作用。趋化因子有如身体内的磁铁,指引蛋白质到正确的路上。科学家相信,CCR5会对化学信号产生反应,指引蛋白质在身体内各处的去向。无论CCR5扮演着什么样的角色,这个角色看起来一点都不重要。具有Delta32突变的人不会在体内表现这个蛋白质,而且身体健康似乎不受影响。如果你体内有这个突变,你可能自己也不知道。
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总之,虽然CCR5蛋白质对我们似乎没什么重要的影响,但拥有了它却会让我们受到HIV的威胁,因为HIV会利用这个蛋白质来入侵我们的细胞。另外,虽然Delta32突变似乎没什么作用,也没什么害处,但这个突变却能让人免于HIV的侵害。只要细胞表面没有能运作的CCR5蛋白质,HIV就进入不了细胞,连半个细胞都感染不了,只要病毒没办法进入细胞,它就会慢慢被身体过滤出去,伤害不了任何人。病毒就像是一个硬闯派对又没什么运气的人,硬生生被挡在了门外。
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好消息是,Delta32突变出乎意料地常见,有1%的欧洲人体内可以找到这个突变。一个人若是在这个突变上是同型合子(亦即身体内的两个CCR5对偶基因有被删去的相同片段),一生当中便能永远对HIV免疫。另外,有些人在这个突变上是异型合子,表示他们的两个CCR5对偶基因中,一个有突变,另一个则是正常的。他们在细胞表面CCR5蛋白质上的表现就会比正常来得低;有些证据显示,即使是这样也会有些优势,发展成为AIDS的速度会比较慢。研究人员慢慢地将拼图一片片拼凑起来,了解HIV要怎样才能被控制。不过,问题依然存在,要怎么做才能把这些知识转变成为能救人的治疗方法?
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格罗·许特尔兴致勃勃地读了1996年发表的这几篇Delta32突变与HIV的论文。他此时正在柏林洪堡大学就读医学院三年级,对感染性疾病和HIV不太感兴趣,而是专注于血液学和肿瘤学。他这时才20岁出头,几乎终日都在读书。他不喜欢当学生。早在德国医生短缺的状况促使他学医之前,他在学校的表现就不尽理想。他已经在梦想着医学院毕业、完成研究训练后,他会做什么。他知道,他想继续待在柏林,他爱这座城市,以及这座城市提供的研究机会。这里的学术竞争激烈,他没什么机会在柏林重要的医学院里找到教职。但是许特尔知道这是他想要的,而且他也愿意拼命追求这样的生活。他在白日梦中,幻想着在柏林夏里特医学院附属医院治疗癌症患者、进行精彩的研究,甚至还有可能治愈癌症。HIV离他所想的还很远。虽然如此,当他读到这些论文、了解Delta32突变如何让人免于HIV感染时,就被这项发现所代表的巨变深深震撼。
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许特尔坐在医学院图书馆,手里拿着这本期刊,看着窗外的冰雨打在玻璃上。他想着:“这太简单了。只要有一个突变,HIV就能被控制。”他靠在椅背上。他相信,有了这么震撼的发现,以及何大一在纽约实验室所进行的研究,不用多久就能治愈HIV了。这一切很明显:这在HIV史上是非常特别的一刻。事实上,报纸杂志也在大肆宣传AIDS就要终结。许特尔手上拿着的研究成果,似乎很有可能就是终结这一切的一部分。他把这期《自然》放回架上时,根本没有想到这几篇论文对他的未来,以及他在不久的将来治疗布朗的方式,有多么重要。
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与此同时,布朗和哈恩正与刚刚诊断出来的HIV搏斗着。布朗苦于AZT带来的副作用,而哈恩则是难以应付复杂的用药时程。两人都会有一个瞬间,觉得自己快要死去。最后的结果是,他们都错了。
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