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挑战狂犬病治疗:从中枢神经系统清除狂犬病毒感染的实验

已有 1975 次阅读 2020-10-29 16:57 |个人分类:狂犬病防治|系统分类:科普集锦| 感染后治疗, 血脑屏障, 减毒活疫苗, CNS, 狂犬病

挑战狂犬病治疗:从中枢神经系统清除狂犬病毒感染的实验 

前言

狂犬病只能预防不能治疗!狂犬病一旦发病,死亡率为100%。人类迄今尚未实现狂犬病治疗成功率零的突破!迄今全球所有声称狂犬病治疗成功的病例中,没有一例得到国际学术界普遍的承认。

但是人类对狂犬病治疗方法的探索和研究一直未停止。目前认为有两个途径最有希望能取得成功。

法国巴斯德研究所的研究人员今年9月发表的研究论文,他们开创了狂犬病治疗的一条新途径。他们主要有两个创新点:一是采用针对病毒包膜糖蛋白的具有有效中和作用的两种人类单克隆抗体进行结合治疗,二是同时对周围和中枢神经系统进行抗体处置,对后者是通过持续多日直接向脑室内灌注单抗实现的。本博客中对此曾有专题报告:狂犬病治疗首次重大突破:两种人源单抗结合治疗方案动物实验成功(13 2020-10-10

狂犬病治疗另一条有希望取得成功的途径主要涉及减毒活疫苗的应用,这个领域研究的时间较长,研究获得的数据较丰富,但由于涉及活病毒在人体的应用,在人体试验和推广上存在伦理学上的障碍,所以多年来一直进展缓慢。

以上两个途径各有自身的优势和劣势。最终究竟哪条途径能通向完全的成功,目前还很难说。本文主要简介减毒活疫苗这条途径所取得的主要进展。主要参考资料是《Journal of General Virology20198月发表的一篇综述论文(参考文献1)。

摘要

狂犬病毒在临床发病后必然引起致命的脑炎。尽管有安全有效的疫苗,狂犬病脑炎一旦出现临床症状就无法治疗,有记录的幸存者少。

狂犬病治疗的一个主要障碍是狂犬病毒嗜神经neurotropic性质,同时血脑屏障BBB, blood–brain barrier分子物质的排除限制使得向中枢神经系统(central nervous systemCNS)输送抗病毒药物和分子存在固有的问题。

本综述重点介绍在处治临床狂犬病时为克服大分子递送方面的障碍所作的努力,概述当前在开发实验性活狂犬病毒疫苗方面所取得的进展,包括通过现有基因的多次重复或突变对狂犬病毒载体进行减毒,或将非病毒元素整合进病毒基因组内。该疫苗可能在未来应用于治疗已出现临床症状的狂犬病。

狂犬病感染后治疗(post-infection treatmentPIT)仍然是狂犬病研究的最耀眼的目标。

结论

暴露前或暴露后接种灭活狂犬病疫苗,以及接种RIG(狂犬病免疫球蛋白,是目前预防临床狂犬病发展和避免人类死亡的唯一选择。然而,一旦出现临床症状疫苗和RIG在预防疾病进展和避免死亡方面完全无效,迫切需要有有效的PIT感染后治疗)方法作为替代。使用LAVVlive attenuated virus vaccine减毒活疫苗的实验方法已经证明,在没有任何有效的抗病毒药物来对抗病毒在大脑中的复制的情况下,PIT的未来发展可能依赖于LAVV方法。

LAVVs减毒活疫苗已经被广泛用于根除自然界的野生动物宿主中的狂犬病,但是关于在人类感染中使用LAVVs伦理是有争议的,即使动物模型中效果良好的实验数据已报道。

此外,狂犬病感染的严重性(100%致命)意味着对非人灵长类动物的研究结果越来越难以用于对在人群中进行PIT的可能结果进行评估。

尽管抗病毒分子进行治疗在体外实验中获得了明显的成功,但在体内尝试对已出现症状的狂犬病采用抗病毒分子进行治疗的实验,从未有存活者,这说明需要考虑采用不同的方法。

抗病毒药物,包括利巴韦林ribavirin、金刚烷胺amantadine和法维吡拉韦favipiravir,都在体外显示出抗病毒作用,但这些体外实验的成功并没有转化为体内实验的成功

通过LAVV减毒活疫苗)所表达和递送的趋化因子chemokine细胞因子 cytokine的增强作用在该领域引起了极大的兴趣,并可能在未来用于狂犬病PIT感染后治疗

集中研究了以宿主分子的表达来刺激或调节对感染的不同免疫反应,来自狂犬病LAVV减毒活疫苗的异源基因的表达已经取得了有希望的结果,尽管研究通常局限于小鼠模型 

对这些LAVVs的成功还必须进一步研究,才可能尝试用于人类临床狂犬病的适当治疗,确保有更大的成功希望。

具有高度免疫刺激能力的G蛋白的多个拷贝与来自活病毒的相关外源基因的联合表达,可能使未来开发有前景的LAVVs成为可能。

在缺乏有效的抗病毒分子的情况下,LAVVs可能代表临床狂犬病治疗的未来。

美国费城 Thomas Jefferson大学的Bernhard Dietzschold 等证明:用狂犬病毒(RV)减毒活疫苗TriGAS进行PIT感染后治疗,可通过快速诱导中枢神经系统(CNS)组织中的适应性免疫相关基因的表达而导致野生型RV(狂犬病毒)CNS中被清除,使大部分受感染的小鼠得以生存,从而使该疫苗有可能用于狂犬病的治疗。

采用新型RV减毒活疫苗,即含三个糖蛋白分子的RV减毒变种TriGAS,对被野生型RV感染的小鼠进行PIT,可在致病的RV 已经入侵大脑并在其中复制的情况下提高小鼠的存活率。PIT的成功是由于诱导产生了强有力的RV中和抗体应答,从而能将野生型RV 从脑中彻底清除。

从大脑中清除RV,需要在周围神经和CNS中快速诱导强大的先天免疫和适应性抗RV免疫。作者已经确定了TriGAS诱导有可能参与这一进程的几个基因。确定与这些基因产物的诱导相关的上游和下游路径以及这些基因产物的活性,最终将有助于进一步认识从CNS中清除RV所涉及的机制,并最终有助于延长PET的窗口期:从暴露后数天一直延长到RV已经到达CNS之后。这也就是说,在暴露于狂犬病毒后即使症状已开始出现,此时再开始PIT仍然可能有效,从而使狂犬病的真正意义上的治疗成为可能。这项新的研究成果将为狂犬病的治疗研究开辟一条新途径。

参考文献

1. Trying to treat the untreatable: experimental approaches to clear rabies virus infection from the CNSJournal of General Virology2019;100:11711186. DOI10.1099/jgv.0.001269. 

2. Postexposure Treatment with the Live-Attenuated Rabies Virus (RV) Vaccine TriGAS Triggers the Clearance of Wild-Type RV from the Central Nervous System (CNS) through the Rapid Induction of Genes Relevant to Adaptive Immunity in CNS TissuesJournal of Virology2012, 86 (6) 3200-3210; DOI: 10.1128/JVI.06699-11.

3. A knockout vaccine for rabies? 6 July 2009 | Nature | doi:10.1038/news.2009.627

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