艾滋病是20世紀最重要的新發傳染病,於1980年首次被發現。四十年來,圍繞著病原體HIV的發現,致病機理的探索,以及治療方法的研究和推廣,發生瞭許多故事。在一系列激動人心的重大發現的主旋律中,也夾雜著跨國專利大戰,諾獎爭議,HIV/艾滋病否定派的幹擾及其造成的慘重生命損失等不和諧的雜音。回顧這四十年來在HIV/艾滋病舞臺上輪番演出的一幕幕活劇,足以令人或振奮,或深思,或嘆息。

撰文 | 何笑松(加州大學戴維斯醫學院退休教授)

當代醫學面臨的一個嚴峻挑戰,是由新發病原體引起的傳染性疾病,例如最早發生在非洲的埃博拉出血熱,亞洲的高致病性禽流感,2003 年的SARS冠狀病毒肺炎 和2019年的SARS-CoV-2新型冠狀病毒引起的多器官疾病,等等。曾經被稱為“世紀絕癥”的艾滋病就是20世紀最重要的新發傳染病,它的病原體是人類免疫缺陷病毒(HIV)。學界一般認為,HIV在20世紀前半葉起源於非洲叢林,一種野生猿猴攜帶的病毒通過血液進入某個獵人體內,經過一系列突變,最終演化為可以高效感染人類的新病毒,從1980年代開始在世界各地廣泛傳播。據世界衛生組織(WHO)估計,截至2018年,HIV在全球累計感染人數達到7500萬人,累計致死人數為3200萬人,受害最深的是非洲國傢[1]。

艾滋之謎世界上第一個正式的艾滋病病例報告發表於1981年。

1980年10月,美國加州洛杉磯的西達斯-西奈醫學中心收治瞭一個年輕的男病人,他患上瞭一種由真菌引起的罕見肺炎,簡稱PCP。同時他還患有一種稱為卡波西肉瘤(KS)的罕見癌癥。照管這個病人的,有一名出生在臺灣,畢業於哈佛醫學院,有志從事醫學研究的年輕醫生何大一(David Ho)。他當時正在接受內科住院醫生培訓,同時在尋找一個研究課題。1980年的醫學界已經知道PCP並發KS的情況,一般隻在免疫系統受損時發生。免疫系統的缺陷可以是先天存在的, 也可以是後天獲得的。已知的後天因素包括抗癌化療藥物和免疫抑制藥物。然而這個病人原來身體健康,沒有先天免疫缺陷,也從未接觸過可能損害免疫系統的藥物。

這個病人在醫院接受瞭抗真菌療法等一系列治療,病情卻沒有改善,幾周之後就不治身亡,隻給何大一和他的醫生團隊留下一個未解之迷:究竟是什麼損害瞭病人的免疫功能?何大一對這個病例很感興趣,想把自己的研究方向定為“與免疫缺陷有關的疾病”。他的導師不以為然,認為這類病例太過稀少,不易做出成果。不過,何大一決心已定。1982年完成住院醫生培訓後,他轉戰美國東西海岸的幾個醫學院和研究機構,沿著同一方向堅持不懈地努力,終於作出舉世矚目的貢獻。當然,這已是後話,後面我們會再看到他的名字。

此後的八個月裡,洛杉磯地區的三傢醫院又收治瞭四名類似的PCP病例。和第一個患者一樣,這四個病人都是原先健康的男同性戀者,都有吸毒歷史,血液中的CD4 T淋巴細胞(輔助T細胞)——一種關鍵的免疫細胞——數目都遠低於正常標準。

這五個病人的病例報告[2]在1981年6月發表以後,引起瞭醫學界的重視。緊接著在紐約、舊金山以及法國的男同性戀人群中都發現瞭類似的病例,以致這種奇怪的新病癥曾一度被稱為“男同性戀相關免疫缺陷綜合征”。

不久以後,哈佛大學的病毒學傢埃塞克斯( Myron Essex)在血友病患者中也發現瞭類似的免疫缺陷病例。血友病是一種遺傳病,患者血液中缺少某些凝血因子,以致微小損傷就可能造成嚴重出血。這些病人需要經常接受輸血,或由血液制成的濃縮凝血因子。埃塞克斯的發現表明,這種免疫缺陷疾病有可能是一種傳染病,通過血液中的病原體傳播。隨著病例數急劇增加, 1982年9月,美國疾病防控中心(CDC)正式啟用“獲得性免疫缺陷綜合征”(AIDS,艾滋病)作為這類疾病的名稱。尋找其病因成為各國研究人員競相開展的緊迫工作。

群雄逐鹿在這場尋找艾滋病病原體的競賽中,兼備天時地利人和的是美國國立衛生研究院(NIH)的病毒學傢蓋羅(Robert Gallo)。1980年,蓋羅團隊剛剛得到一項重要的研究成果,發現瞭第一個人類逆轉錄病毒——1型人類T細胞白血病病毒(HTLV-1)。蓋羅也因此獲得瞭1982年的拉斯克基礎醫學研究獎。

逆轉錄病毒是一類RNA病毒,感染細胞後利用病毒的逆轉錄酶將病毒RNA 反向轉錄為前病毒DNA,然後插入宿主細胞的染色體DNA, 成為染色體的一部分,隨著染色體的復制一起傳給細胞分裂的後代。染色體上的前病毒DNA可以轉錄產生新的病毒RNA,再組裝成新的病毒顆粒。HTLV-1 感染的對象是人類的CD4 T 細胞,絕大多數人被感染後沒有臨床癥狀,但在少數人身上可能誘發成人型T 細胞白血病或淋巴瘤。HTLV-1的發現有賴於蓋羅團隊在實驗技術上的一系列重要創新,特別是逆轉錄酶活性的檢測和人T細胞的體外培養。

HTLV-1感染的對象是CD4 T 細胞,而艾滋病的典型癥狀就是由CD4 T 細胞減少造成的免疫缺陷。研究動物逆轉錄病毒的埃塞克斯曾經發現,一種感染貓的T細胞的逆轉錄病毒FTLV不僅能導致白血病,還能夠造成免疫缺陷,使貓產生類似艾滋病的癥狀。受埃塞克斯的啟發,蓋羅提出,艾滋病的元兇可能是一種能破壞T細胞的未知的逆轉錄病毒。蓋羅的這個假設流傳開來,在艾滋病患者T細胞中尋找未知逆轉錄病毒很快成為各國同行的主攻方向。蓋羅團隊擁有多年研究HTLV-1所積累的基礎和經驗,對這項工作是駕輕就熟。如果他的假設是正確的,理應不費周折,手到擒來。

除瞭以蓋羅為首的美國的幾個艾滋病研究團隊,法國巴斯德研究所的蒙塔尼(Luc Montagnier)也在1982年底加入瞭追尋艾滋病元兇的競賽。蒙塔尼團隊中有一位年輕的女助理巴裡-賽諾西(Françoise Barré-Sinoussi ),在NIH做博士後時曾經到蓋羅實驗室學習過T細胞培養技術。1983年1月,蒙塔尼得到一份特殊的淋巴結活檢樣品,來自一名患有廣泛淋巴結腫大(艾滋病的前期癥狀)的法國男同性戀患者。他親自動手,從樣品中分離出T細胞,交給巴裡-賽諾西,采用蓋羅實驗室創建的方法和蓋羅提供的關鍵試劑,隻用瞭短短幾周時間,就探測到一種新的逆轉錄病毒,命名為淋巴結病相關病毒(LAV/BRU),BRU是那位樣品主人的姓氏頭三個字母。巴裡-賽諾西和蒙塔尼以最快的速度將結果寫成論文,投到《自然》,結果遭到拒稿。在蓋羅的建議下,蒙塔尼將論文轉投《科學》,蓋羅同時給《科學》編輯部發去一份傳真信件,大力推薦。在蓋羅的支持下,論文於1983年5月在《科學》發表,巴裡-賽諾西為第一作者。

蒙塔尼團隊的這篇論文中明確表示,從艾滋病人T細胞得到的LAV究竟是不是艾滋病的病因,尚有待確定。盡管如此,這篇論文仍被公認為關於艾滋病毒的第一篇正式報告。不過,文中所提供的證據,遠不足以證明LAV確實是一種新病毒,而非已知的HTLV-1。而且,這篇論文寫得倉促,存在不少錯漏之處[3]。直到一年後的1984年4月,蒙塔尼團隊才將後續工作發表在《柳葉刀》上,清楚無誤地證明瞭LAV確實不同於HTLV-1 ,是一種新的T細胞逆轉錄病毒。

一個月以後的1984年5月,蓋羅團隊在一期《科學》上同時發表瞭四篇論文。其中三篇分別報告瞭他們從48名艾滋病人或艾滋病高危個體的T細胞中,分離得到一種新的逆轉錄病毒,以及用不同方法對這種病毒性狀的分析結果。由於這種病毒與他們此前發現的HTLV-1 和HTLV-2有類似之處,蓋羅將它命名為HTLV-3。重要的是,論文中提供瞭清楚的證據,表明HTLV-3就是引起艾滋病的病原體。1986年5月,國際病毒分類委員會將LAV,HTLV-3, 以及隨後其它團隊陸續發現的類似病毒統一命名為HIV。

蒙塔尼團隊在他們關於LAV的早期論文中,報告LAV不能在體外培養的細胞中生長。而蓋羅團隊的第四篇文章則報告他們建立瞭一個細胞株,並且從不同的美國病人身上篩選到一批HTLV-3病毒,在體外連續培養的這個細胞株中生長良好,可以產生大量病毒顆粒。其中一株被命名為HTLV-3B。在蓋羅看來,這是比發現病毒本身更瞭不起的成就。他曾經說:

“你要問是誰發現瞭脊髓灰質炎病毒(脊灰病毒),我敢說你去問二十個病毒學傢也沒人知道。誰證明小兒麻痹癥是由脊灰病毒引起的?連我也不知道。可如果要問是誰得瞭關於脊灰病毒的諾貝爾獎?是安德斯(John Enders),因為他找到瞭培養脊灰病毒的方法!”[4]

蓋羅團隊裡,實現體外培養HTLV-3的就是這篇論文的第一作者,來自捷克斯洛伐克,英文說得結結巴巴的博士後研究人員——波波維奇( Mikylas Popovich)。

利用大量生產的HTLV-3B病毒,蓋羅團隊開發瞭一項免疫分析技術,用來探測血液中的病毒特異性抗體。這對於臨床診斷艾滋病以及血庫篩選健康供血者的意義極為重大。當時美國的血友病患者在治療中經常遭遇被艾滋病毒污染的血液制品,感染艾滋病的比例已高達20%!確保輸血及血液制品的安全,已是刻不容緩的緊迫任務,其商機更是顯而易見的。

蒙塔尼團隊雖然在發文報告HIV上比蓋羅團隊搶先一步,巴斯德研究所卻在申請專利上比NIH慢瞭半拍。蓋羅團隊的文章發表僅一年,美國專利局就將艾滋病血液檢查技術的專利授予NIH,幾傢美國公司隨即開始生產及銷售相關產品。巴斯德研究所雖然在蒙塔尼團隊發表第一篇LAV論文前也遞交瞭專利申請,但由於在申請時還拿不出一項可供臨床實用的技術,專利的批準被延遲瞭。1985年8月,巴斯德研究所一紙訴狀將NIH告上專利法庭,挑起瞭一場歷時十年的專利糾紛。爭議的一個焦點是,誰首先發現NIH用於艾滋病血液檢驗試劑的那株HTLV-3B病毒?

專利大戰原來,蓋羅和蒙塔尼雖然互為艾滋病原體研究的競爭對手,卻始終保持良好的合作關系。除瞭交流信息,還交換各自實驗室分離得到的病毒樣品,供對方比較研究。樣品的贈送都遵循學術界的通行規則,即隻供科學研究,不得用於商業目的。蒙塔尼先後兩次將LAV/BRU送給蓋羅,這兩次之間蓋羅則將HTLV-3B 送給蒙塔尼。

1985年,蓋羅團隊在一篇後續論文中,報道瞭HTLV-3的高度變異性。不僅來自不同病人的病毒RNA基因序列不一樣,就連同一個病人身上,在不同時間點采集的病毒基因序列也可能有差異。可是NIH用於申請專利的那株HTLV-3B病毒,與蒙塔尼送給蓋羅的第二份LAV/BRU病毒樣品,卻驚人地相似,隻能認為是出自同一病人。蒙塔尼因此認定蓋羅實驗室裡發生瞭樣品混雜或者污染,把他送的LAV/BRU錯當成HTLV-3B;蓋羅則斷然否認,堅稱是蒙塔尼實驗室裡發生瞭樣品混雜或者污染,把他送的HTLV-3B錯當成LAV/BRU,再回送給他。盡管這樣的解釋令人匪夷所思,但蓋羅並非沒有根據:他先後兩次收到的LAV樣品是明顯不同的病毒,第一次的那株在細胞培養中不能生長,第二次那株卻和HTLV-3B一樣,長勢良好[3]。

專利法庭上,雙方律師唇槍舌劍,爭持不下;法庭外,案件被媒體炒得沸沸揚揚。這場跨國專利大戰終於驚動瞭法美兩國政府最高層。1987年3月31日,美國總統裡根和來訪的法國總理希拉克在白宮共同宣佈,兩國就解決專利糾紛達成瞭協議。由政府首腦親自簽署及宣佈專利協議,這大概是人類歷史上絕無僅有的一次。協議中強調,法美兩個團隊都為艾滋病血檢技術的開發作出瞭貢獻,應被視為共同發明人。專利的權益應由NIH與巴斯德研究所共享,所得收入兩傢平分,並且各自將所得部分的80%捐贈給一個新成立的國際艾滋病研究基金會。蓋羅與蒙塔尼個人都不從中得利。

專利官司雖然撤訴瞭,HTLV-3B病毒株姓美還是姓法的分歧卻沒有解決,樣品混雜的烏龍出自誰傢也還是個謎。在裡根和希拉克達成專利協議的同時,蓋羅和蒙塔尼也聯合簽署瞭一份共7頁的文件,各自表述瞭對HIV的發現和血檢技術所作的貢獻,並保留意見分歧。二人承諾願為攻克艾滋病共同努力,恢復瞭協作關系。

然而表面上的風平浪靜隻維持瞭兩年半。1989年11月19日,有個獨立調查記者克魯森(John Crewdson)在《芝加哥論壇報》發表瞭一篇長達16頁的調查報告,講述HIV的發現經過。報告宣稱蓋羅的HTLV-3B就是蒙塔尼給他的LAV/BRU,字裡行間或明或暗地指控蓋羅涉嫌將法國人發現的病毒據為己有。這篇報告猶如一顆重磅炸彈,使蓋羅一夜之間成為眾矢之的,承受著極大的壓力。美國政府及國會因此對蓋羅和波波維奇啟動瞭前後共三次、歷時整四年的調查。

NIH委托瑞士的羅氏制藥公司,對蒙塔尼實驗室和蓋羅實驗室裡1983~1985年間所使用及交換的全部HIV病毒株逐一進行RNA序列分析,以確定每株病毒的來龍去脈。結果令所有人都大跌眼鏡:兩傢實驗室都發生瞭病毒樣品的混雜,而且是蒙塔尼實驗室的混雜發生在先。蒙塔尼送給蓋羅的LAV/BRU病毒樣品中,混進瞭少量來自另一名法國病人的病毒LAV/LAI。LAV/BRU在細胞培養中不能生長,LAV/LAI卻能夠生長。LAV/LAI到瞭蓋羅實驗室以後,又混進瞭波波維奇所培養的HTLV-3病毒中,經多次復制,發生突變,長勢更加旺盛,被挑選出來,命名為HTLV-3B。至此,真相浮出水面。

到瞭1991年,蓋羅本人終於承認,用於申請艾滋病血檢技術專利的HTLV-3B病毒的確來自法國。

無心之過?蓄意盜竊?HTLV-3B的來源確定瞭。下一個問題就是,把源自法國的LAV/LAI當成源自美國的HTLV-3B,究竟是如蓋羅所言的無心之過,還是如克魯森所指控的蓄意盜竊?

四年的調查期間,NIH的科研誠信辦公室派出調查人員,多次約談蓋羅本人、他的團隊成員、以及其他有關證人,總時數超過一萬小時。審閱的原始實驗記錄本,壘成一疊高達4米。查出來的唯一不當行為,是波波維奇的實驗記錄不夠準確完整,蓋羅對此應負領導責任。此外,蓋羅還根據這些不準確的記錄,在所發表的論文中加入瞭不符合事實的錯誤表述。波波維奇不服,提出申訴。直到1994年11月,一個上級審裁委員會才最終撤銷瞭對波波維奇和蓋羅的一切指控。

蓋羅雖然清白得以恢復,卻無意在NIH繼續工作下去。1996年,他離開已經工作瞭30年的NIH, 到馬裡蘭大學醫學院創建瞭人類病毒研究所,親任所長至今,繼續為HIV的研究作出瞭許多貢獻。整個1980和1990年代,蓋羅位列全世界科學傢論文被引次數之冠。

1987年法美兩國達成瞭共享專利協議後,巴斯德研究所雖然撤銷瞭訴案,但對平分專利收入的安排並不滿意。NIH專利病毒的來源水落石出後,在巴斯德研究所的要求下,雙方於1994年重啟談判並達成新的協議,巴斯德研究所如願提升瞭在專利收入中的所得份額。歷時十年的專利爭端這才落下帷幕。

2002年,為紀念世界艾滋病日(每年的12月1日),《科學》雜志邀請蒙塔尼和蓋羅分別撰寫一篇關於HIV發現歷史的短文,一起發表。曾經身不由己卷入漩渦激流中心的兩位大師,度盡劫波之後,平靜客觀地回顧瞭各自二十年前的工作,並且充分肯定瞭對方的貢獻。蓋羅再次確認是蒙塔尼首先從艾滋病人體內分離得到HIV[5],蒙塔尼則重申是蓋羅證明瞭HIV是艾滋病的病原體[6]。兩人還分析瞭各自實驗室中發生的病毒樣品混雜事件。此外,蓋羅和蒙塔尼還聯名發文一篇,共同展望瞭艾滋病治療的前景。

蒙塔尼在他的回顧文章中引述瞭近代微生物學 的奠基人、創建巴斯德研究所的路易·巴斯德的名言:“科學上的機遇隻眷顧有心人。” 毫無疑問,蒙塔尼和蓋羅都得到瞭機遇的眷顧。然而機遇也和兩人分別開瞭個不大不小的玩笑——如果蒙塔尼首先得到的是在細胞培養中生長良好的LAV/LAI,而不是不能生長的LAV/BRU,他的專利申請就不會被延誤;蓋羅在篩選出HTLV-3B時,已經從48名美國病人身上分離得到HTLV-3病毒,其中五株已在連續培養的細胞中生長,他卻鬼使神差地選中瞭混入其中的LAV/LAI,這才引發瞭那場跨國專利大戰和對他個人無休無止的審查!

蓋羅在他的回顧文章結尾寫道:“…… 1982到1985年是醫學史上研究進展最快,新發現最密集的四年,也是給一些科研人員帶來焦慮沮喪,以及前所未有的政治、媒體、病患權益運動及法律事務的負面影響的四年。對我本人和其他經過科學訓練,秉持從事科研必需的嚴謹分析態度的同事來說,外部世界的困難與挫折給瞭我們慘痛的教訓。回首往事,那是我們必須記取的教訓,它使我們得以完善自身。我們的工作還遠未完成,根除尚在世界各地肆虐的艾滋瘟疫,仍有賴科學工作者的努力。”[5]

諾獎爭議作為20世紀醫學研究最重要的成就之一, HIV的發現為蒙塔尼與蓋羅贏得的榮譽無數,包括1986年與埃塞克斯三人分享的拉斯克臨床醫學獎。蓋羅因此成為唯一兩次獲得拉斯克獎的個人。拉斯克獎常被視為諾貝爾獎的風向標,蒙塔尼和蓋羅也就成為眾望所歸的諾獎候選人。可是當2008年諾貝爾獎結果公佈時,蓋羅卻名落孫山。巴斯德研究所的蒙塔尼和巴裡-賽諾西因發現HIV而分享生理學或醫學獎的一半,另一半則被授予德國病毒學傢豪森(Harald zur Hausen),後者的發現是人類乳頭狀瘤病毒(HPV)可引發宮頸癌。

蓋羅的落選使得當年的醫學獎評選結果成為史上最受爭議的一次。106位著名科學傢聯名在《科學》發表公開信,為蓋羅鳴不平[7]。諾獎評選委員會則表示,選擇獲獎人的根據是誰第一個發現HIV,而不是誰證明HIV是艾滋病的病原體,也不是雙方後來達成的分享專利權益的協議。“我們是以一組專傢、而不是律師的身份,來決定誰做出達到諾獎水平的發現。”[8]蓋羅本人簡單地對落選表示失望。蒙塔尼則表示他對蓋羅的落選十分意外:“證明HIV是艾滋病的病因至關重要,蓋羅對此作出瞭非常重要的貢獻,我為蓋羅感到非常遺憾。”[9]

獲得諾獎標志著蒙塔尼科研成就的頂峰。然而獲獎以後,蒙塔尼的研究生涯卻出現瞭一個驚天大轉折。

(待續)

主要參考資料

• Vahlne A. A historical reflection on the discovery of human retroviruses. Retrovirology. 2009; 6: 40. doi: 10.1186/1742-4690-6-40.

• Warmflash D & Denmark B. David Ho: HIV Researcher. https://www.visionlearning.com/en/library/Inside-Science/58/David-Ho/241 .

• https://en.wikipedia.org/wiki/Robert_Gallo .

• https://en.wikipedia.org/wiki/Luc_Montagnier .

其他參考文獻

[1] WHO. Global Health Observatory (GHO) data. https://www.who.int/gho/hiv/en/.

[2] CDC. Pneumocystis pneumonia – Los Angeles. MMWR Morb Mortal Wkly Rep. 1981; 30: 250-2.

[3] Vahlne A. A historical reflection on the discovery of human retroviruses. Retrovirology. 2009; 6: 40. doi: 10.1186/1742-4690-6-40.

[4] Gladwell M. Science Friction. The Washington Post. December 6, 1992.

[5] Gallo RC. Historical essay. The early years of HIV/AIDS. Science. 2002; 298: 1728-30.

[6] Montagnier L. Historical essay. A history of HIV discovery. Science. 2002; 298: 1727-8.

[7] Abbadessa G et al. Unsung hero Robert C. Gallo. Science. 2009; 323: 206–7.

[8] Nobel Prize Surprise 2008. https://www.sciencemag.org/news/2008/10/nobel-prize-surprise .

[9] Cohen J & Enserink M. Nobel Prize in Physiology or Medicine. HIV, HPV researchers honored, but one scientist is left out. Science. 2008; 322: 174-5.