能免疫所有病毒的“完全活性病毒疫苗”，是如何保障安全的？

12月2日，北京大学周德敏/张礼和课题组在国际期刊《科学》上发表的一项研究打破了疫苗领域的“禁忌”：一种具备完全感染力的活病毒疫苗。这种疫苗的制备过程简易，安全性高，理论上适用所有病毒，被认为是“摆脱了对病毒生物学知识获得的依赖”。

对于一款疫苗而言，病毒活性和免疫原性是“跷跷板”的两端。病毒活性高的疫苗可以激发人体更多的免疫原性来对抗病毒，但毒性高的危害不言而喻。而没有病毒活性的疫苗虽然安全，但不具备良好的免疫原性。在两者的平衡之间，人类目前常用的是减毒活疫苗和灭活疫苗。而前者依然摆脱不了“恶魔抽签”的风险。

这种“为难”或将随着一种新型的疫苗设计体系的出现而终结。周德敏/张礼和课题组在流感病毒上验证发现，活病毒可直接变成疫苗，保留病毒的完整结构和完全感染力的同时，这种疫苗进入人体内无法复制。这意味着一方面疫苗可最大限度地诱导免疫反应，另一方面没有病毒扩增的后顾之忧。甚至，这种疫苗能中和野生病毒，有治疗的效果。

从致命性病毒“升级”为治疗性疫苗，中间的步骤却很简易。该课题组的负责人、北京大学药学院院长周德敏教授向澎湃新闻（www.thepaper.cn）介绍：仅改变病毒的基因组里数万甚至十几万个碱基中的3个，也就是一个三联码，病毒就从致命性的传染源变成了疫苗；再加上几个同样的三联码，它就从预防性疫苗变成了治疗性药物。

三联码是信使RNA中连续的3个核苷酸，周德敏/张礼和课题组在病毒中加入的是三联码中的终止密码子，顾名思义，运行到终止密码子时，蛋白质的翻译工作会终止，病毒无法进行复制扩增。

这项“四两拨千斤”的技术普适性强，理论上可以适用于所有病毒，包括SARS、埃博拉、艾滋病、乙肝等传染疾病。目前，在流感病毒模型里，这项技术在小鼠、荷兰猪和白鼬上的实验得到可观数据，但尚未进入人体临床试验阶段。

这种流感疫苗在老鼠身上的效果究竟有多好？周德敏说是好得“出乎意料”。3个对照组里，接有国内已上市的流感疫苗的老鼠存活率在10%-40%（批次不同会有波动），接有美国现有流感疫苗的老鼠存活率是70%。相比之下，接种这种新型疫苗的老鼠存活率是100%。“不仅全活了，而且体重也不变。”周德敏解释，“生存率和体重变化是测试流感疫苗两个很重要的指标。”

周德敏。北京大学药学院网站 图

在赢得掌声的同时，也为部分科学家和民众所担忧。突变后疫苗会不会再突变回来？要是这样的话，完全活性的疫苗会带来可怕的灾难。以及，这种利用基因改造的疫苗会不会带来生物安全问题？

周德敏相信这项技术是“相当安全”的，他告诉澎湃新闻，改造后的疫苗实际上被安上了一把牢固的锁，疫苗想要复制扩增需要同时拥有三把钥匙，而因为这三把钥匙在自然界都不存在，打开这把锁“比登天还难”。

那么，病毒会自我进化出这三把钥匙吗？周德敏说他相信这不是个问题，“但我也知道病毒很聪明，病毒将来能不能通过一个别的办法来克服这个问题，我现在还不知道，因为科学还没有到这个程度，还没有发现这种现象。”

在论文发表前，课题组已经进行了安全性的预估和优化。他们把插入三联码的突变位置选择在高度保守的功能区域，“一旦突变，（疫苗）就会因为丧失功能而死掉。根据我们已有的知识和经验，我觉得是很安全的。”周德敏说。

基因改造是不是会引发生物安全？周德敏表示病毒在人体内本就在不断地进行转基因突变：“流感到了我们体内之后，我们体内会产生免疫功能，刺激防护，这种病毒在我们体内不断地发生突变，其实突变就是在体内发生的一种转基因。”

“细胞工厂”与一把锁、三把钥匙

花了两年时间，周德敏团队把“细胞工厂”打造了出来。这个“细胞工厂”如同一条高效生产疫苗的生产线，这种特殊的活体疫苗以指数式增长的速度，被“生产”出来。而实际上，这个“细胞工厂”是一个转基因细胞，由人胚肾细胞293T改造而来，外观看起来和一个普通的人体细胞没有差别。如同普通病毒在人体内，引入过早终止密码子的病毒疫苗在这个人为改造的细胞中进行感染、复制、大量扩增。

“这个细胞我们把它比做一个工厂，只有它才能做出我们这种疫苗，别的细胞是做不出我们这种疫苗的。大规模的复制和生产只有在这个细胞里才能完成。”周德敏说。

只有“细胞工厂”能复制生产，其他包括人体细胞在内的所有自然界细胞都无法复制，这正是这种具有完全活性的疫苗在人体感染后没有后顾之忧的最强保障。

为什么病毒疫苗在人体内只能感染不能复制？周德敏向澎湃新闻形象地比喻为，在病毒里加了一把“锁”，需要三把“钥匙”同时作用才能打开，分别是一种特定的非天然氨基酸、运载这种氨基酸的tRNA、将氨基酸装卸到tRNA的tRNA合成酶。无一例外的，这三把“钥匙”都不存在于自然界。

“存在一把不可怕，存在两把也不可怕，存在协同作用的三把才会可怕。但你要存在任何一把钥匙，又是太难太难了。目前来说，自然界没有存在任何一把钥匙，几率都为零。”周德敏说，“我们的细胞工厂里刚好这三把钥匙都有。”

可以说，这个细胞工厂是一个全新的细胞系，由周德敏团队人为搭建复杂的进化过程而来。

会是SARS、乙肝、埃博拉、HIV病毒的克星吗？

今年7月，周德敏团队将这项研究向《科学》期刊投稿，彼时他们仅将这种引入过早终止密码子的疫苗视作预防性疫苗。《科学》给予回复，需要周德敏提供补充数据。来自《科学》期刊审稿人的顾虑是：如果人体已经被一种病毒感染，那么把同种病毒疫苗打入体内，会不会加重病情？这实际上是疫苗的禁忌之一。

实验结果让周德敏感到吃惊，进行对照组实验后，仅注射野生病毒的老鼠无一幸存，而同时注射有野生病毒和病毒疫苗的老鼠都没事。进一步的细胞实验和测序结果发现，由于病毒与病毒之间会进行重组，而病毒疫苗中带有终止密码子，野生病毒一旦重组了终止密码子的基因，野生病毒也变成了疫苗，无法在体内复制。简而言之，这种疫苗不仅有预防性作用，还有治疗功效。

相比普通疫苗，这种方法制备的疫苗针对SARS、乙肝、埃博拉、艾滋病等病毒的抗原性更强，再加上这种疫苗“意外”的治疗功效，是不是意味着可以彻底治愈这些致命性传染病？

周德敏说：“这在流感为模型的动物里面已经证实了，但别的病毒行不行，包括在人身上行不行，都需要临床试验，但我个人有信心。我相信可以攻克一些致命性的病毒。”

SARS期间，治疗方式是单一的激素类，有很多副作用，会诱发骨坏死。周德敏想，如果类似SARS的病毒席卷再来，这种新的疫苗也许是一种新的治疗策略，由于操作简便，两三周内就可制作出更改了终止密码子的病毒疫苗，中和体内的野生病毒。

但对于乙肝病毒、艾滋病病毒，这或许只能作为抗原性更好的疫苗。周德敏说：“相比其他病毒而言，乙肝和艾滋病有一个特点，可以通过病毒整合到人体细胞的基因组里，成为人体细胞的一部分，这个时候就很难把它除掉了。乙肝、HIV做预防性的理论上应没有问题，但是治疗性的不敢说。”