重组耐药卡介苗，治疗耐药结核病的强力助攻
中科院之声
10-12 10:38
中华悠悠五千年的历史长河，一直笼罩着结核病的阴霾，形形色色的人也是因为结核病失去了宝贵生命，比如武则天的儿子李弘如果不是疑死于结核病可能就不会有武则天当女皇帝。死于结核病的还有“一身诗意千寻瀑，万古人间四月天”的中国第一位女性建筑学家林徽因，“年十二，即读毕四书及五经”且以国学大师著称的刘师培教授，就连文学巨著中“闲静似姣花照水，行动似弱柳扶风”的林黛玉也居考据是因为结核病玉殒香消。
接种卡介苗是预防结核病的有效手段之一，但其对人体不能产生长期的保护，探索新的结核病治疗方案是科研人员一直以来不懈追求的目标。近期，中国科学院广州生物医药与健康研究院的一项最新研究成果，成功打破卡介苗辅助治疗研究的瓶颈，成为治疗耐药结核病的强力助攻。
结核病是一种由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis，简称结核菌）引起的慢性疾病，主要是通过气溶胶的形式由呼吸道进行传播。通常结核菌会使人肺部发病，即发展为肺结核。结核病的高发病率和高死亡率对公共卫生安全造成了严重的威胁。
结核病的感染和传播
世界卫生组织（WHO）发布的《2020年全球结核病报告》指出，2019年全球共有约1000万新发结核病患者，并且有超过140万人死于结核病。特别是耐药结核菌的出现给结核病的治疗带来了严峻的挑战。结核病在世界范围内均有发现，影响范围极广，尤其是在一些经济落后、医疗卫生资源匮乏的地区，结核病发病率极高。全球有1/4的人是结核菌的潜伏感染者，结核菌潜伏感染者没有任何症状表现，但是通常约5%~10%的潜伏感染者最终会发展为活动性结核病。
结核分枝杆菌的感染周期和感染过程
结核病可以通过注射BCG（Mycobacterium bovis bacille Calmette Guerin，简称卡介苗）进行预防，这种疫苗是100多年前科学家历时13年，将牛型结核分枝杆菌经过不断连续传代获得的减毒株。
在中国，建议新生儿在出生24小时后至3个月内接种卡介苗，接种后可能会在手臂接种位置出现红肿甚至形成结痂，这都属于正常的接种反应。卡介苗是世界上被使用人次最多的一种疫苗，安全性非常好，但是预防效果备受争议。卡介苗对儿童脑结核具有持久的强效保护作用，并且可以防止严重播散性结核病的出现，但对预防肺结核，尤其是成人肺结核效果较差。卡介苗与人感染的结核菌非常相近，基因序列同一性超过99%。由于许多治疗结核病的药物也可以杀灭卡介苗，所以卡介苗不能作为治疗性疫苗使用。
中国科学院广州生物医药与健康研究院研制出治疗性重组耐药卡介苗（RdrBCG），即利用一种遗传系统将选取的两个基因整合到耐药卡介苗（drug-resistant BCG, drBCG, 对某些结核药物具有抗性的卡介苗）的基因组上，成功构建了能够稳定表达外源基因的RdrBCG。这两个基因一方面有利于RdrBCG的体内外生长，另一方面能够诱发宿主对结核菌的杀伤作用。
通过连续5个月饲养接种了RdrBCG疫苗的重度免疫缺陷小鼠，发现小鼠没有出现发病现象，更没有死亡，说明RdrBCG安全性高。将定期接种RdrBCG疫苗与现有临床疗法（几种药物合用）联合使用治疗感染结核菌的小鼠，发现接种了RdrBCG的小鼠脾和肺的菌载量明显比对照组小鼠少（只进行药物治疗和/或接种了普通卡介苗的组为对照组），说明接种RdrBCG后可以产生持续协同杀菌的效果。同时对接种了RdrBCG的小鼠肺切片进行组织病理学研究，发现RdrBCG辅助治疗耐药结核还可以改善肺部病理，有望提高愈后的康复质量。此外RdrBCG在体内持续存在能够帮助患者避免复发或降低因再感染而发病的风险。RdrBCG的研究成功打破了耐药结核无治疗性疫苗可用的僵局，为设计针对结核菌等难治病原菌的治疗性疫苗提供了新的设计概念。
RdrBCG构建和体内外评估过程（作者绘制）
同时，还有一些问题急需进一步的探究：复发率是治疗方案的评价指标之一，接下来将其作为长期药物疗法和RdrBCG联合治疗的评价指标。未来研究不仅只围绕RdrBCG的辅助治疗效果，还要挖掘RdrBCG对于耐药结核病的预防效果，同时对于RdrBCG清除结核菌的分子机制进行研究。研究显示性别差异是影响疫苗效果的因素之一，一般男性的免疫能力比女性的差，临床上大量研究也表明，结核病男性患者通常为女性患者的2倍。本次实验中我们使用的是雌性小鼠，所以接下来还会使用雄性小鼠对RdrBCG疫苗的治疗效果进行更进一步的探究与验证。
对抗结核病不仅需要科学人员的深度研究，我们普通人也要力所能及，做好个人防护，及时通风换气，不断强身健体。每代人有每代人的责任和义务，每个时期有每个时期所面对的难题，我们必须有自强不息的精神和勇往直前的勇气来对抗结核病。
参考文献：
1. Bansal R, Sharma D, Singh R. Tuberculosis and its treatment: An Overview. Mini Rev Med Chem, 2018, 18(1):58-71.
2. Chiwala G, Liu Z Y, Mugweru J N, Wang B X, Khan S K, Bate P N N, Yusuf B, Hameed H M A, Fang C T, Tan Y J, Guan P, Hu J X, Tan S Y, Liu J X, Zhong N S, Zhang T Y. A recombinant selective drug-resistant M. bovis BCG enhances the bactericidal activity of a second-line anti-tuberculosis regimen. Biomed Pharmacother, 2021, 142:112047.
3. Fatima S, Kumari A, Das G, Dwivedi V P. Tuberculosis vaccine: A journey from BCG to present. Life Sci, 2020, 252:117594.
4. Furin J, Cox H, Pai M. Tuberculosis. Lancet, 2019, 393(10181):1642-1656.
5. Harisinghani M G, McLoud T C, Shepard J A, Ko F P, Shroff M M, Mueller P R. Tuberculosis from head to toe. Radiographics, 2000, 20(2):449-470.
6. Vynnycky E, Fine P E M. The natural history of tuberculosis: the implications of age-dependent risks of disease and the role of reinfection. Epidemiol Infect, 1997, 119:183-201.
7. WHO. Guidelines on the management of latent tuberculosis infection. 2015.
8. WHO. Global tuberculosis report 2020. 2020a. https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/336069/9789240013131-eng.pdf
9. WHO consolidated guidelines on tuberculosis. Module 4: treatment – drug-resistant tuberculosis treatment. 2020b. https://www.who.int/publications/i/item/9789240007048
10. LangeC, Aaby P, Behr M A, Donald P R, Kaufmann S H E, Netea M G, Mandalakas A M. 100years of Mycobacterium bovis bacille Calmette-Guérin. Lancet Infect Dis, 2021, S1473-3099(21)00403-5.
审核：张天宇
来源：中国科学院广州生物医药与健康研究院