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柏林病人：艾滋病医疗史的转折 [:1700647461]
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柏林病人：艾滋病医疗史的转折 25 兑现承诺
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影片一开始，我们看见艾米莉·怀特海德躺在医院的病床上，她只有6岁。爱玛（她喜欢被这么叫）穿着紫色的衣服，这是她最爱的颜色。她光着头，数回的化疗早已剥光她那曾经厚实、棕色的头发。她坐着不动，平静地看着医生，他们正在轻声地向她解释每个放在她体内的管子的作用。2010年，爱玛5岁的时候，被诊断出急性淋巴性白血病，或者称ALL。这种白血病与布朗得的相当近似。就像在一个有HIV的人体内，突击T细胞无法猎杀所有受到病毒感染的细胞一样，白血病患者的突击细胞要猎杀癌细胞也遭遇困难。
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爱玛做了一年的化疗后，得知她的癌细胞又回来了。复发是一个很糟糕的征兆，这使得她击败癌症的概率从80%～90%，降至低于30%。她开始接受更强劲的化疗，并且安排在2012年2月进行骨髓移植。这跟布朗所经历的程序完全一样。骨髓移植会增强她的免疫系统，供给她所有被癌症杀死的珍贵免疫细胞。然而就在移植前两周，爱玛得知她无法接受移植。她的病又复发了。在她父母祈祷着奇迹发生的同时，爱玛又开始接受化疗。她的选择减少了。从一根置于爱玛脊椎里的粗针抽出来的骨髓细胞显示，有7%是癌细胞，化疗无效。爱玛和她的父母只剩下一个选择：费城儿童医院的一个高实验性质的临床试验。他们已经拒绝该临床试验一次了。这是个令人胆战心惊的过程，而爱玛将会是第一个参与试验的儿童。
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这个临床试验称为CART-19，它将会从爱玛血液中隔离提取出T细胞，然后通过基因工程，使细胞能够专门辨识出潜伏在她体内的癌细胞。我们如何将T细胞转化成杀死癌症的机器呢？如同上面提到的，这个伎俩需要HIV。卡尔·朱恩是试验的主要研究员，他知道HIV擅长侵入细胞。为了安全地利用病毒的这一特性，朱恩使用了一个被拆分的HIV变体，然后移除那些让病毒变得危险的部分。远在3000英里外加州的约翰·扎亚进行的基因疗法，用的是与这一试验一样的载体。然后，朱恩将细胞需要用来对付癌症的信息黏在病毒的空壳上。HIV的功用，就是打包所有瞄准癌症时，细胞所需的信息。就像披着狼皮的羊一样，病毒能够入侵T细胞。一旦进入细胞内，病毒并不会接管细胞的机制来复制自己，而是传送消灭癌细胞的蓝图。该蓝图是一个嵌合抗原受体（CAR）。这是T细胞受体（TCR）经修饰后的变体，是一种位于T细胞表面的分子，而且是我们控制自身免疫系统的关键之一。借由修改TCR，研究人员改变了免疫系统对入侵者的反应。朱恩使用的CAR，是由位于B细胞表面的信号分子所组成。基因疗法替换了决定T细胞该攻击哪个目标的方式，于是它们把所有的精力都投入攻击骨髓里（和身体其他部位）那些滋养癌症的B细胞，以及它们的前驱细胞。
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2012年4月17日，爱玛成为第一位接受CART-19的儿童患者。她的T细胞被从她的血液中提取出来，然后施予夹带抗癌蓝图的改造HIV。在3天的疗程里，这些T细胞被重新输入她的体内。要花上漫长的10天，才能知道T细胞是否恪尽职守，消灭癌症。然而，只过了3天，爱玛就病得更厉害。她发起了40.5℃的高烧，而且开始神志不清。她被紧急送进儿科重症监护病房，在那里她呼吸减弱，而且血压低得危险。在没有别的办法之下，只好给她施用类固醇，医生知道这一步可能会杀光经基因工程改良的T细胞。但爱玛命在旦夕，基因疗法已经显得不重要了。
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在罗斯·考夫曼的短片《以毒攻毒》中，朱恩描述了接下来发生的事情：“那就像暴风雨后的平静。云散了，然后她醒了，白血病没了。”朱恩眼眶泛着泪，声音颤抖着说：“当那孩子挺过来后，我们也上了一课，这真是一件了不起的事。”爱玛活了下来，她的癌症也得到缓解。如今，她是个美丽的小姑娘，有着一头棕色的波浪般的头发，而且依旧爱着紫色。
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爱玛所接受的基因疗法是受到试图复制布朗治愈疗法的研究的启发。布朗的经验不仅仅影响了HIV治疗研究的路线，更影响了癌症基因疗法的走向。这是因为朱恩能够根据T细胞修改（HIV基因疗法试验里，以CCR5为目标来修改的T细胞）时所得到的教训，使爱玛接受的疗法更臻完美。
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朱恩的征兵号码是50，这不是个好数字。在1944年至1950年出生的任何一位美国男性，征兵号码若少于195号，就会被归类为1-A，然后被要求报到服役。朱恩知道那个号码代表的是什么，他必须去越战前线作战。这是1971年，而他刚高中毕业。两年后，战争结束，但朱恩的军旅职涯才刚刚开始。他进了安纳波利斯美国海军军官学校，之后，朱恩为了要“掌控他的命运”，决定学医。这是一种把握长期义务服役的方法。到了20世纪80年代初期，他已经成为一个小型医生团体中的一分子，他们被选往日本学习一种复杂的疗法：骨髓移植。
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对美国军队而言，这一行动与治疗癌症无关。20世纪50年代，随着对核战的恐惧提升，美军认为辐射中毒对民众来说是个相当大的威胁。曼哈顿计划期间，一群科学家观察到脾脏似乎能够屏障辐射中毒。依据这个观察，他们在1951年对小鼠进行了首次骨髓移植。他们的成果是显著的：这一过程——将从骨髓里提取出的干细胞重新注入小鼠体内，能够将动物从致命剂量的辐射中拯救回来。
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朱恩从专家爱德华·唐纳尔·托马斯那里学习的骨髓移植技术，爱德华·唐纳尔·托马斯是1956年第一位进行人体骨髓移植的人。托马斯的成就大幅提升了像布朗这样的患者的存活率，也让他于1990年获得了诺贝尔医学奖。朱恩对癌症研究的兴趣被激发，但当得知在日本的计划不能继续时，他感到非常失望。而这纯粹因为军中没有进行癌症研究。由于无法再研究癌症，他决定转向海军军官学校正开始大力投资的感染性疾病项目：HIV。如果由他自己决定的话，他不可能选择癌症和HIV差异这么大的训练，但正是因为军队之故，朱恩拥有完美的背景，让他发展出一种治疗两种疾病的全新疗法。
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在20世纪90年代中期，朱恩在位于马里兰州的贝塞斯达，现今称为沃尔特·里德国家军事医疗中心工作。隔着一条街，中心对面就是美国国家卫生研究院。当时，一位博士后研究员前来应征他实验室里的一个职缺。布鲁斯·莱文来自一个科学世家，从高中开始就在实验室工作。当应征朱恩的实验室职缺时，他就坐在自己出生的产科病房正上方两层楼处，这有如前兆一般。莱文加入了朱恩的实验室。他身为一位博士生，很高兴成为医院环境的一部分。
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莱文和朱恩开始探究如何使T细胞在人体外生长。当时，在实验室里培养T细胞是一项重大挑战，涉及细胞信号分子或者是树突状细胞的复杂混合。不难想象，对于研究HIV的人来说，这种情况并不好。研究人员需要一种简单的方法来模拟人体细胞内的病毒。朱恩和莱文解决了这个问题，方式是制造一个人工树突状细胞。树突状细胞是一种全身都会产生的免疫细胞。被称作树突，是因为它们有像树一样的有趣外形，细胞的边缘像是树根一样分叉。除了其他功能，它们还向T细胞提供信号，告诉细胞要熟化。朱恩和莱文培育了一个人工的树突状细胞：一个细小的珠子，可以在T细胞里诱发相同的效果。人工细胞相当成功；每两周将它们加入培养的T细胞中，T细胞就可以轻易地在培养箱中成长。但是，当他们在从HIV携带者身上提取的T细胞上测试他们的技术时，奇怪的事情发生了。一度蕴藏病毒的T细胞，突然能抵抗HIV感染。这是个谜：人工的树突状细胞如何赋予抵抗HIV感染的能力？
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答案在他们1996年发表论文之后才拨云见日：在培养箱中培养的T细胞没有表现CCR5。人工树突状细胞除了告诉T细胞要熟化之外，也将CCR5从细胞表面清除。没有CCR5，HIV就无法感染细胞。
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朱恩和莱文继续他们的研究，这些观察让他们印象深刻。朱恩将他们的实验室迁到宾夕法尼亚大学，并在2004年接待了一位老朋友的拜访。这位老朋友是戴尔·安多。在该年落脚于桑加莫生物科技公司之前，安多曾短暂任职于好几家不同的生物科技公司。他为朱恩带来了一个疯狂的点子：用“星际大战法”来治疗HIV。安多假设，他们“如果能打倒HIV进入T细胞所需要的辅助受体呢”？这主意听起来疯狂，但更疯狂的是安多拥有的数据。他们能够打倒辅助受体的效力只有1%。耗费时间和金钱在这样没效率的技术上真是疯了。若是其他人，而不是他的朋友安多提出来，朱恩有可能否决整个想法。但事实就是，朱恩告诉莱文这个点子，然后不屑一顾地加了一句：“是啦，最好这样行得通。”
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1995年，爱德华·兰菲尔创立了桑加莫生物科技公司。出于对基因疗法的强烈兴趣，兰菲尔曾为索马堤克斯工作，这是搭上基因疗法风潮的创投公司中的一家。就基因疗法而言，这是一个充满挑战性的时期。几乎每个兰菲尔想要取得的基因都已经有人拥有，知识产权上的限制正在弱化这个新产业。兰菲尔坦言：“这很不理想，你只能取得你有办法得到的东西。”
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在协商这些复杂交易的过程中，兰菲尔开始关注斯里尼瓦桑·钱德拉塞加兰的研究。钱德拉（朋友都这么叫他）曾是约翰霍普金斯大学杰瑞里·博格实验室的博士后研究员，当时他创造了锌指核酸酶（ZFN）并且取得了专利，这是一种小型的基因编辑机器。为了制造它们，钱德拉将两种从自然界借来的机制组合在一起。第一种是锌指，锌指在研究非洲爪蟾的RNA时首度被发现。科学家纳闷这种生物的RNA如何坚固地黏附在特定一种蛋白质上。他们发现，秘密在于一种蛋白质的特殊结构，它有着拉长如指状的结构，以锌离子为中心连接在一起。在自然界中，这是一个完美的例子，说明了如何瞄准特定的DNA并将之抓起来，这个东西就是锌指。钱德拉将几种锌指蛋白质缝合在一起，然后将它们附着于一种能切割DNA的酶上。这些被称为限制性核酸内切酶的酶，最早是在细菌里发现的。神奇的是，细菌用这些酶来击退病毒。酶将入侵者的DNA从原生的DNA内切除。这些酶是分子生物学和克隆的有力工具，让科学家能够切割他们正在研究的DNA，并重新排列。钱德拉将锌指的DNA抓取特征和限制性核酸内切酶的DNA切割能力结合，创造了一种全新的工具。
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不过，索马堤克斯对锌指核酸酶兴致索然，但这没有阻碍兰菲尔，他知道自己已经找到一种强大的新科技。在被知识产权法所困扰，使基因疗法陷入瘫痪之后，兰菲尔很感激有了这个全新方法来塑造基因。他决定孤注一掷，成立自己的公司。靠着家人和朋友，他筹措了75万美元来开创他的事业。回想那些年时，兰菲尔说他“应当很害怕才对”。不过，那些年却令人感到振奋。
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用这个来对付HIV的想法是数年后，戴尔·安多加入公司时才有的。他和桑加莫的科学主管菲利普·格里高利构思了一项计划，想利用锌指核酸酶的专一性来攻击HIV进入T细胞所需的辅助受体。每个锌指都被设计成只黏附在基因的特定部位。桑加莫为HIV设计的锌指核酸酶专门瞄准CCR5，而且只会瞄准CCR5。锌指会与DNA的12个碱基——A、T、G、C——相匹配。若要去除CCR5基因，只抽出一条DNA链是不够的，因为细胞会修复它。应该要将编码CCR5的两条DNA链切割，因为细胞无法好好修复双链断裂。我们的修复酶需要互补单链所包含的信息才能重建基因。这就像是破坏一栋建筑，如果只拆掉一面墙，只要依靠剩余的墙的结构也能修复。但假使我们拆掉所有墙，建筑就完了。
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因为这个理由，两个锌指核酸酶被送入细胞核。每个锌指朝着它特定的目标前进：编码CCR5基因的单链DNA（见图25.1）。锌指黏住DNA，将分子牢牢抓住。只有当DNA已经在其掌中，锌指核酸酶才会开始进攻。如果各自行动，任何一个酶都没有切割DNA的能力。但当两个锌指核酸酶完美排列，它们就成了一个二聚体，两半合一，能精准地切割双链DNA。这就是对付HIV的方法。使用专门针对CCR5的锌指核酸酶，它们就能将T细胞表面的CCR5一扫而尽，阻挡HIV进入细胞。
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基因疗法有潜力作为疫苗，防止接触病毒的健康人士受到感染。它也可以是一种治疗方法，将病毒从那些蕴藏病毒的人体内消灭。这是一种极为创新的方法，可能太过创新了。对于大部分头一次听说这一方法的科学家而言，实在太疯狂了。
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图25.1 锌指核酸酶将CCR5移除的方式
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两个锌指核酸酶被送入一个细胞，每个都包含能够黏附CCR5基因的区域。当它们都黏着在基因上，伴随着它们的限制性核酸内切酶会结合并且让双链DNA断裂。被施予锌指核酸酶的细胞没办法制造CCR5蛋白质，因此将HIV阻于门外。
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