大千世界无奇不有。换一种我常用的说法就是,对于生命科学来说,唯一不例外的就是例外。这些“例外”,让我们感受到造物的神奇,认识到众生应平等,也让我们的世界充满无限可能。
在上世纪末,艾滋病曾被视为“世纪绝症”,让人谈之色变。艾滋病的正式名称是获得性免疫缺陷综合征,是由人类免疫缺陷病毒引起的,这种病毒俗称艾滋病毒,英文简称HIV。

艾滋病简介
艾滋病最早出现在非洲原始丛林的猿类身上,据说,一些非洲土著迷信把猴血注入人体有神奇疗效,就像中国八十年代的鸡血疗法一样,艾滋病毒由此传染到人类身上。到了80年代,艾滋病从非洲传播到北美,然后又从美国扩散到全球各地。1985年,一位到中国旅游的外籍人士患病死亡,后被证实死于艾滋病,这是我国发现的首例艾滋病病例。
艾滋病毒入侵人体后,会破坏人体的免疫细胞,使人体受到各种疾病的侵害,最终死亡。换句话说,HIV本身并不致命,但它破坏了人体的免疫力,使人体因无法抵御各种疾病的侵袭而死亡。
多年来,科学家们为了控制艾滋病,尝试了各种新型疗法。目前控制艾滋病最有效的方法是鸡尾酒疗法,就是通过联合使用三种或三种以上的抗病毒药物治疗艾滋病,这样可以减少单一用药产生的抗药性,最大限度地抑制病毒复制。这种疗法的发明者是华裔科学家何大一,他曾在1996年被《时代》周刊评为年度风云人物。但即使是鸡尾酒疗法,也只能延缓病程进展,延长患者生命,并不能完全彻底治愈艾滋病。

柏林病人
然而,到了2007年,一位艾滋病患者竟然奇迹般地被治愈了。这位奇迹患者是美国人,名叫蒂莫西·雷·布朗(Timothy Rae Brown),他曾是一名艾滋病患者,后来又祸不单行地感染了白血病。然而,他在德国柏林接受骨髓移植治疗白血病后,他的艾滋病居然也同时痊愈了。这是全球唯一一名艾滋病被确认治愈的病例,并根据治疗地点被命名为“柏林病人”。2008年《自然》和《新英格兰医学杂志》都报道了此事。
这个医学奇迹的关键,在于给布朗捐赠骨髓的捐赠者。这名捐赠者天生携带CCR5基因突变。携带这种突变的人,艾滋病毒无法攻击他们的免疫细胞。也就是说,他们天生对艾滋病毒是免疫的。为布朗实施手术的医生,就是因为考虑到布朗同时患有白血病和艾滋病这两种疾病,决定给他换上携带CCR5基因突变骨髓细胞,一举两得,同时治疗两种疾病。
在接受骨髓移植前,布朗先接受了化疗,把他体内原有的免疫细胞杀死,因为这些免疫细胞中含有休眠期的艾滋病病毒。化疗杀死了这些已受到感染的免疫细胞,有助于彻底清除布朗体内的艾滋病毒。此时,布朗自身已经没有免疫细胞了,医生再给他移植捐赠者携带CCR5基因突变的骨髓细胞,等于把他自身的免疫细胞全部替换为CCR5基因突变的免疫细胞。这样,他体内的免疫细胞不能被艾滋病毒攻击,病毒也就无法侵入免疫细胞增殖自己,无法对人体造成伤害。
虽然这种疗法能让布朗同时治愈白血病和艾滋病,但并不适用于所有患有这两种疾病的病人。首先,世界上携带CCR5基因突变的人只是极少数,这个突变只发生在白人身上,突变者的比例大概只有1%,而且就算找到携带突变的人,骨髓配型也未必成功;其次,在骨髓移植前,必须先用化疗杀死患者自身携带病毒的免疫细胞,这样的化疗对人体伤害很大,甚至可能造成死亡。
后来也有医生尝试用同样的疗法治疗这样的患者,但还是失败了。到目前为止,布朗是唯一治愈的病例,其他病人都没能够通过这种治疗康复。
突变的CCR5基因
为什么携带CCR5基因突变的人就不会感染艾滋病?这要从CCR5的功能说起。CCR5基因能合成CCR5蛋白。艾滋病毒入侵人类免疫细胞的过程中,需要首先与免疫细胞表面的一些受体蛋白结合,才能进入免疫细胞,CCR5蛋白就是这些受体蛋白的其中之一。CCR5基因突变者的CCR5蛋白长度比普通人的短了一截,不能被艾滋病毒正常识别、结合,艾滋病毒也无从进入免疫细胞,无法感染这些人。
此外,CCR5蛋白也是其他多种病毒和细菌侵入人体细胞必需的受体蛋白。所以,CCR5基因突变者除了艾滋病毒,还对很多病毒和细菌也有免疫力。
但先天携带CCR5基因突变的人非常少,而且几乎都是白人,白人中的高加索人种携带CCR5基因突变的比例是最高的。而亚非人种几乎没有这样的基因突变。也就是说,这些不会感染艾滋病的幸运儿几乎都是白人,黑人和黄种人就不会这么好运了。
有科学家猜测,欧洲曾多次爆发天花、鼠疫等致死性流行病,而携带CCR5基因突变的欧洲人对这些疾病免疫,便可以在瘟疫中幸免于难。经过在多次瘟疫的自然选择之后,欧洲人中携带这种基因突变的人比例就比其他人种更高了。
未来的艾滋疗法
既然天生携带CCR5基因突变的人这么少,那能不能采用基因工程的办法,改造艾滋患者的CCR5基因,达到治疗艾滋病的目的?
这个思路是可行的。解放军307医院和北京大学的研究团队就通过CRISPR基因编辑技术,对造血祖细胞的CCR5基因进行编辑,然后把改造后的造血祖细胞移植到小鼠体内,让这些细胞在小鼠体内分化为免疫细胞。这种CCR5基因突变的免疫细胞能有效防止艾滋病毒感染。这个研究成果被发表在2017年8月2日的《Molecular Therapy》期刊上。这是首次利用CRISPR技术在动物模型中成功地让细胞发生持续长时间的CCR5突变。

等将来这项技术成熟了,便可以用它来治疗艾滋病,利用基因编辑技术,对艾滋病患者造血干细胞的CCR5基因进行编辑,再输回患者体内,从而防止艾滋病毒侵染免疫细胞。
另外,科学家还发现,CCR5并不是唯一一个可以抵抗艾滋病毒的基因。有一个名叫APOBEC3的基因家族,能够产生抗逆转录酶,阻止艾滋病毒的复制。也许在将来,这个基因家族也能成为艾滋病的治疗靶点。