2020 年 3 月,当英国准备进入封锁状态时,两项新试验发布在临床试验网数据库。研究人员建议应该测试卡介苗(BCG)这种古老的结核病疫苗对新冠病毒的保护作用。
由于疫苗往往会激活针对目标疾病的非常特异性的免疫反应,为什么这些科学家相信卡介苗可能对这种截然不同的病原体有作用?
事实上,自从 100 多年前首次用于治疗结核病以来,卡介苗就一直被广泛应用。已知具有“非特异性保护作用”。换句话说,它可以预防结核病以外的疾病。
卡介苗是由两位医生 Albert Calmette 和 Camille Guérin 在法国开发的,因此得名:Bacillus Calmette-Guérin。 1908 年至 1921 年间,卡介苗和盖兰(在马铃薯片上)反复培养牛体内导致结核病的微生物,直到不再引起动物疾病。当这些动物后来受到人类版本的挑战时,它也保护了它们:结核分枝杆菌。
卡米尔·盖兰(Camille Guérin),右侧是阿尔伯特·卡尔梅特(Albert Calmette)的肖像。图片来源:未知作者/维基媒体,抄送4.0
几年之内,卡介苗就被注射到儿童体内,提供了高水平的结核病保护作用,而且副作用很少。 1931 年,卡介苗提出卡介苗还可以预防结核病以外的传染病造成的死亡,这一观察得到了来自以下机构的数据的部分支持:瑞典留学。
最近的重新分析瑞典数据的结论是,尽管某些数据中存在“健康疫苗接种者偏见”的因素(即健康状况较好的人更有可能接种疫苗),但结果确实支持卡介苗的非特异性保护作用。后来的观察和试验还报道了卡介苗对与结核病无关的肺部感染的非特异性保护作用。
BCG 能够诱导免疫系统进入总体准备状态(这种现象称为“训练免疫”)的关键在于其作为具有复杂外细胞壁的活微生物的身份。这种细胞壁的某些成分是由免疫系统中最古老的(从进化角度来说)元素检测到的,也称为先天反应。这次互动程序先天免疫细胞更有效地应对遇到的任何微生物。
抗癌疫苗
卡介苗的有益作用不仅限于传染病。使用活细菌或死细菌来治疗癌症的方法最早出现于 19 世纪。 20世纪初,人们特别注意到分枝杆菌的抗癌作用,从而建立了卡介苗直接输送至膀胱作为非肌肉浸润性膀胱癌的治疗方法——癌细胞仅存在于膀胱内壁。它仍然是此类癌症的标准治疗方法。
卡介苗免疫疗法治疗其他类型癌症的试验结果喜忧参半。一些研究报道了对一般恶性肿瘤没有任何作用。其他人建议了一个对儿童白血病的作用甚至是戏剧性的对抗肺癌的长期效果。直接注射到黑色素瘤病灶中发现积极的结果,而通过标准注射到上臂来施用 BCG 在治疗黑色素瘤方面不太令人信服。
为了有效地消灭癌细胞,免疫系统会部署许多相同的武器,这些武器也能有效地对抗喜欢生活在我们细胞内的病毒和细菌。更重要的是,BCG 赋予的训练有素的免疫效果可以直接或间接激活这些相同的武器。换句话说,卡介苗具有“免疫刺激作用”。
因此,当发现卡介苗的一些非特异性保护作用对免疫系统过度活跃或对错误目标失灵的疾病有效时,我们可能会感到惊讶。例如,自身免疫性疾病会导致多发性硬化症和 1 型糖尿病。在这些情况下,卡介苗会产生相反且有益的免疫抑制作用。
研究研究表明,卡介苗可以减少和预防多发性硬化症中免疫介导的神经系统损伤。它还可以对抗攻击胰腺中胰岛素产生的流氓免疫细胞糖尿病患者。在多发性硬化症和 1 型糖尿病中,BCG 重新编程细胞代谢的能力以及增加特殊免疫抑制 T 细胞数量的能力被认为发挥着关键作用。
......以及对抗新冠病毒
那么针对新冠肺炎的卡介苗疫苗接种又如何呢?情况又是喜忧参半。最近的荟萃分析– 综合并分析多项研究的数据 – 未能发现整体保护作用。然而,个别试验已经取得了一些成功。例如,一个接种疫苗六个月后感染新冠病毒的风险降低。或者,更戏剧性的是,有效率92%患有长期 1 型糖尿病且接受卡介苗预防新冠肺炎的成人。
BCG 倾向于提供可变保护已知有一段时间。对于它作为结核病疫苗的“日常工作”以及它的非特异性保护作用来说都是如此。对于这种变化,人们提出了几个原因。之前接触过其他微生物,例如与 BCG 属于同一家族的细菌,或寄生蠕虫可能会导致免疫系统对卡介苗做出错误的反应。差异在于遗传背景接受者的免疫反应也会降低对卡介苗的免疫反应。
更好地了解卡介苗最一致地发挥其特异性和非特异性作用的环境,必将使这种用途最广泛的疫苗在未来得到有效利用。