以身試毒功在人類

有時人類挑戰實驗是回答關鍵問題的唯一方法。

NIH研究人員在給參與者感染流感病毒

逗號狀的霍亂弧菌能污染水和食物，快速殺死感染者。胃酸能消滅數十億細菌，但如果你吞下1000個霍亂弧菌，其中一些能幸存下來，游入小腸。在這里，這些侵略者將釋放出酶，穿透上皮細胞表面厚厚的黏液層。之后，霍亂弧菌將附著在上皮細胞上，并開始分裂，建立起有毒的細菌群落。這時，死亡的鐘聲敲響了。

在霍亂毒素的刺激下，腸道將流出液體，感染者開始忽冷忽熱、嘔吐和腹瀉。重癥患者每小時能排泄1升水樣糞便，體液和電解質迅速喪失，并在半天內死亡。

1976年，在一個美國政府小組的要求下，馬里蘭大學醫學院Myron “Mike”Levine開始有意給人體注射霍亂弧菌。現在，他仍在這樣做。

當時，Levine的項目是所謂的人類挑戰研究（主動感染霍亂弧菌和其他病原體以測試藥品和疫苗）的一個組成部分，但經過40年發展，該項目“已經成為主流”。

嚴格的安全程序和削弱病毒的新方法，降低了人類挑戰實驗的風險，促使企業、大學和政府研究人員尋找新的挑戰項目，以便為疾病和療法研究提供強大“武器”。現在，人們正在主動感染瘧疾、流感、志賀氏桿菌、登革熱、諾瓦克病毒、肺結核、鼻病毒、埃希氏桿菌、傷寒、梨形鞭毛蟲和彎曲桿菌。

不過，風險仍顯而易見：如果感染上這些疾病，健康參與者會受到傷害，并可能生病。但越來越多研究人員表示，如果做得對，獲得的收益也令人興奮。一般，藥物標準研發路徑成本高昂，需要在數百參與者身上研究藥物安全性、劑量和生物學響應。而人類挑戰研究只需要數十位自愿者，大大節省了時間和金錢。擁護者還指出，有意感染試驗能快速有效地標識潛在副作用。

“你不可能通過一個1億美元的研究，弄清所有候選疫苗的安全和有效性。”亞特蘭大埃默里大學疫苗中心主任、分子病毒學家Mark Mulligan說。他正在進行針對諾瓦克病毒和肺結核的挑戰實驗。

人們能從挑戰實驗中獲得的東西遠不止藥物和疫苗。埃默里大學Christine Moe發現，與排泄物相比，嘔吐物更易傳播諾瓦克病毒。“有時人類挑戰實驗是回答關鍵問題的唯一方法。”她說。

曲折過去

人類挑戰實驗能追溯到18世紀。當時，英國醫生Edward Jenner提出使用無害牛痘感染人體，以產生天花抗體。Jenner將取自擠奶女工身上的牛痘注射入8歲男孩James Phipps體內，然后反復用天花病毒感染他。結果，Phipps未感染天花。之后，Jenner報告稱，其他6000個接受疫苗的人，“絕大部分”產生了天花抗體。

但目前，人們主動感染有損傷甚至致命疾病將無法通過倫理審查。但20世紀初，主動感染被視為研究前沿：奧地利精神病學家Julius Wagner-Jauregg獲得1927年諾貝爾生理學或醫學獎，他將瘧疾患者血液注射入神經梅毒感染者體內，以治療他們的神經錯亂和麻痹。

而且，許多研究人員主動感染病原體，分析其實驗藥物或理論的有效性。其中一些人不幸身亡。

上世紀40年代，芝加哥大學和美國陸軍合作進行挑戰研究，在400名伊利諾伊州罪犯身上檢驗瘧疾藥物。但1976年，保護生物醫學和行為研究人類受試者國家委員會要求停止利用囚犯進行挑戰研究。

但監獄之外的此類研究仍在繼續。1974年，美國國立過敏與傳染病研究所（NIAID）為馬里蘭大學提供50萬美元，籌建新疫苗研究中心。該中心從大學和教會招募志愿者，進行流感自愿感染研究。志愿者每天獲得20美元獎金，并簽署了風險告知書。

兩年后，在NIAID的要求下，該中心增加了霍亂弧菌實驗。“一個大問題是：‘有人愿意參加嗎？’”時任該中心主任的Levine回憶道。該中心克服困難最終進行了霍亂挑戰實驗，該研究不僅研發了一種候選疫苗、更好地理解了有效的免疫響應，更為一種霍亂疫苗不同作用機理找到有力證據。之后，美國食品藥品監督管路局（FDA）批準了主要基于Levine團隊研究的疫苗上市。

現代志愿者

隨后10年間，Levine團隊開始了傷寒桿菌、大腸桿菌和輪狀病毒的人主動感染實驗。無獨有偶，英國索爾茲伯里醫學研究委員會也成立了流感研究機構，進行大規模人類挑戰實驗。

1985年，美國沃爾特-里德陸軍研究所（WRAIR）Ripley Ballou及同事開始了瘧疾主動感染實驗。該項目倡議降低瘧疾感染實驗的風險，并提高效率，為之后的研究鋪平了道路。

目前擔任英國葛蘭素史克公司美國疫苗開發和生產主管的Ballou帶領研究組喂養了一些蚊子，并將感染瘧原蟲的人的血液喂給它們。他和另外5個同事各自使用了一種候選疫苗，然后讓被感染的蚊子叮咬自己。“我得了瘧疾，感覺從來沒這么糟過。”Ballou說，盡管立即接受治療，“但它仍為我留下深刻印象，于是我立志要消滅這種疾病”。

Ballou提到，在WRAIR的第一個疫苗實驗中，所有參與者都是他的朋友，而且受到感染后他們回到了自己家中。現在，WRAIR開始招募平民，而且要在賓館集中待10天，接受定期檢查。

另外，技術進步也讓實驗更安全：與普通顯微鏡相比，聚合酶鏈式反應能檢測出極少量的寄生DNA，并提早兩天診斷出感染情況，如果志愿者立刻接受治療，他們可能幾乎沒有任何癥狀。

這些研究取得了驚人成績。“我們廢棄了一整組疫苗。”Ballou說。他們研發出了迄今為止被證明有效的唯一的瘧疾疫苗——葛蘭素史克公司的RTS,S。

開始復興

不過，此類實驗目前面臨更嚴格的審查。上世紀90年代中期，FDA要求研究人員在進行挑戰實驗前，需要遞交試驗性新藥申請。

但流感主動感染研究似乎迎來了春天。上世紀八九十年代，弗吉尼亞大學醫學院的Frederick Hayden指導進行了流感挑戰研究，加速了達菲和瑞樂沙（預防及治療流行性感冒藥物）的研發。

但2000年該挑戰研究被迫中止。當時Hayden研究的一個參與者經歷了FDA所謂的“不良事件”。一個21歲的參與者在感染流感并使用了藥物后出現心臟異常。“經歷了數個不眠之夜，我仍然不知道引發這一問題的原因是什么。”Hayden說。

于是，NIAID的Matthew Memoli計劃在2011年啟動的新流感挑戰實驗面臨著不小的障礙。國立衛生研究院（NIH）的倫理部門被要求對其申請進行正式審查，這讓Memoli及同事憂心不已。“我們走了很多程序。”Memoli說。

此外，研究人員精挑細選了志愿者。Memoli表示，他們的年齡必須低于45歲，并進行了心電圖等各種檢查。該研究小組還與FDA合作，在良好操作規程下培養了菌株，并精確計算了劑量。

在實驗中，研究人員用霧化器將病毒擴散到參與者的鼻腔中，這些病毒能導致上呼吸道感染，但不會影響肺部。參與者在醫院隔離了9天。“200位參與者沒有出現嚴重并發癥。最糟糕的情況是，一個參與者偷偷溜出去洗澡了。” Memoli說。

另外，WRAIR和NIH在2011年召開了研討會，討論將人類挑戰研究重新引入登革熱研究。Durbin等數位與會者認為，此類研究將能更安全，也將加速登革熱藥物研發。

2013年，Durbin和同事開始了登革熱挑戰研究。研究人員混合了４種毒性弱化的登革熱病毒毒株，研制出一種名為TV003的減毒活疫苗，并利用人體感染模型開展隨機對照試驗。在試驗中，41名健康志愿者分成兩組接受單次注射的疫苗或安慰劑，6個月后再用一種毒性弱化的登革熱病毒感染他們，這種弱毒性病毒不會造成生命危險。

研究人員于今年3月16日在《科學—轉化醫學》期刊上報告稱，安慰劑組有20人出現了如皮疹和白細胞計數低下等輕微癥狀，但疫苗組所有21人都沒有出現這些癥狀，獲得完全的保護。

不過，Levine強調，人類挑戰研究模型存在限制。“第一個問題是，‘我愿意讓自己的孩子、兄妹或配偶參與實驗嗎’？”Levine說，“如果答案是‘不’，我們就不能進行。”