F1981年标志着一个黄金时代的开始和结束。那年他19岁,搬到旧金山,加入了世界上最大的同性恋社区之一,并遇到了他的第一个男朋友。“我们可以在大街上牵着手,在公共场合亲吻某人。那真是一段神奇的时光。”但它是短暂的。“我刚搬到这里,就开始听说有人死亡。”
52岁的兄弟坐在他的旧金山起居室里,他的猫在腿上。他是一名计算机技术员,有着浓密的头发和精心修剪的胡须。他脸上的皱纹让人想起过去的岁月,但他看起来很健康。
他回忆说,上世纪80年代,兄弟们一直在向旧金山血库献血,1986的某个时候,他给他寄了一份证明信,要求他参加考试。血库在其库存中发现了人类免疫缺陷病毒,并希望确保兄弟们没有感染。他没有参加考试。“这是典型的否认状态,”他说。“我办不到。”兄弟们把这封信解释为确认他是艾滋病毒阳性者。
生活在怀疑中的焦虑让兄弟们付出了代价,1989年,他参加了一次艾滋病毒检测。这是积极的。他相信他是从他的第一个男朋友那里感染的,他在1991年得了艾滋病,两年后去世。那是兄弟们一生中最黑暗的时期。他掏空了401K,认为自己活不长,用不了它。
然而,令人惊讶的是,兄弟从未出现任何与艾滋病毒感染有关的症状。他继续打垒球,演地方戏剧,每天去银行上班。“在这里我是在挑战可能性,”兄弟回忆道。“我的身体一定有办法让我保持健康。”
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《兄弟》现在面临着一个棘手的选择——一个反映现代医学困境的两难境地。
1999年,兄弟的一个朋友建议他去拜访加州大学旧金山分校(University of California, San Francisco)艾滋病研究先驱杰伊·利维(Jay Levy)。(他在1983年独立发现了HIV病毒。)到那时,病毒就可以从进化的角度来看待了。随着病毒在体内复制,它会发生变异。一些突变允许病毒在与免疫系统的持久战中前进。
但有时,不断进化的病毒可以解锁一个控制艾滋病毒的反应。利维告诉兄弟们,他有一点运气。他的白细胞似乎分泌出微量的一种控制艾滋病病毒的物质。当时,在数以千万计的艾滋病毒携带者中,兄弟只是数百人中的一个,他们以这种方式控制艾滋病毒。利维认为,一种未经鉴定的蛋白质是罪魁祸首,分离和利用它可能会让科学家产生一种革命性的艾滋病毒治疗方法。
利维对兄弟们说,因为他的身体控制了艾滋病病毒,而且他身体健康,所以他将是他研究的理想对象。兄弟们当场同意了。从那时起,兄弟俩为利维的研究捐献了大约150次血液。他还寻求对艾滋病毒幸存者的其他研究,并继续每年两次穿越美国,到马里兰州的国立卫生研究院献血。“我每次去都会想起我所有的朋友,”兄弟们说。“我只是想,‘这是给你的。我希望你还在这里。’”
但是今天,在他发现自己被感染26年后,兄弟们知道他的运气可能快完了。医生们仔细追踪了预示艾滋病的两个迹象:白细胞计数下降和病毒载量上升,或者血液样本中的艾滋病毒含量。大约一年前,医生告诉兄弟们他的白细胞计数低得令人担忧(低于400),病毒载量高达20000左右,被认为相当高。从那时起,两项指标都有所改善,但他的医生正在密切监视他。
兄弟们现在面临着一个棘手的选择。他从未服用过抑制艾滋病病毒的抗逆转录病毒药物,这种药物曾延长了无数人的生命。但如果他真的开始服用药物,他的身体就会停止产生长期保护他的物质。他知道艾滋病毒正在慢慢地对他造成伤害,但他也知道医生可以利用他的优势来帮助他人。他的困境反映了医学的困境。今天控制病毒的药物也会破坏进化过程,从而使我们的后代受益吗?
我科学家们花了十多年的时间才弄明白艾滋病病毒是如何演变成艾滋病的,但要挽救大多数早在兄弟之间就被感染的人,时间太长了。在感染后的最初几天里,艾滋病毒以惊人的速度繁殖,劫持与感染作斗争的白细胞,并将数十亿份病毒拷贝注入血液。在20世纪80年代,这种难以置信的快节奏让研究人员感到困惑。为什么一种繁殖如此迅速的病毒需要这么多年才能变成致命病毒?这似乎是自相矛盾的,就像在高尔夫球车的引擎盖下寻找一个喷气式发动机。
一件一件地,答案来了。科学家发现,感染几周后,免疫系统会通过杀死受感染的白细胞做出反应,从而控制病毒。这标志着平均持续10年的平静期的开始,在此期间,艾滋病毒不会引起重大症状。
问题是,为什么病毒最终似乎总是胜出。研究人员认识到,艾滋病病毒向艾滋病的发展过程中,白细胞总数逐渐减少,病毒拷贝数逐渐增加是一个进化过程。1991年,当兄弟俩还在想他的身体有什么不同时,受过生物学和数学训练的奥地利科学家马丁·诺瓦克(Martin Nowak)正在调查这种病毒是如何以及何时最终导致艾滋病的。“我问自己,如果病毒繁殖的时间尺度如此之快,那么该疾病的缓慢时间尺度将如何解释,”现任哈佛大学进化动力学项目主任的诺瓦克说。
他怀疑答案是进化论。诺瓦克知道,艾滋病毒的所有拷贝都含有突变,这些突变随着病毒一次又一次的复制而积累。结果,个体血液中的病毒逐渐多样化为不同的变种,这是自然选择的标志。事实上,诺瓦克的计算表明,艾滋病毒是科学家所遇到的进化最快的病毒之一。
为什么一种繁殖如此迅速的病毒要经过这么多年才会变得致命?
诺瓦克想知道艾滋病毒进化迅速但进展缓慢是否不是巧合;事实上,也许HIV病毒一直在旋转轮子,无法前进,直到它围绕宿主的免疫防御进化。这一理论可以解释为什么在感染后不久免疫系统就能成功地控制病毒,但为什么在感染数年后,艾滋病毒最终获得关注,成为全面发展的艾滋病。随着时间的推移,随机突变为HIV提供了附着、穿透和在白细胞内增殖的新方式。
诺瓦克说:“这种病毒是由患者的免疫系统控制的,但它的发展已经脱离了免疫控制。”“这种进化过程是缓慢的。”
它也有不可预测的影响。通过兄弟的身体传播艾滋病毒的过程似乎唤醒了抗病毒因子。事实上,当列维第一次发现它时,他很惊讶。1983年的一天,他试图在一名已知hiv呈阳性的病人血液中找到病毒,但失败了。这里是血,但病毒在哪里?
这种奇怪的缺失让他仔细观察了一种叫做CD8+的白细胞,这种白细胞通常会杀死受感染的细胞。Levy说,当他提取CD8+细胞时,他预计他可能仍然看不到病毒。“令人惊讶的是,当我们移除CD8+细胞时,病毒突然出现了,”Levy说,带着多年前他感到的一丝兴奋。这在当时是一个巨大的发现,因为科学家们还没有了解到有些人对HIV有天然的防御能力。
从那以后的几年一直是痛苦而乏味的。利维说:“我们知道这种蛋白质的作用:它阻止病毒复制。”“它使病毒保持在一种沉默状态,在一些人体内永远存在。最终被感染的细胞会死亡所以你可以想象,如果你能控制这种病毒20年、30年,你可能就会自动治愈。”
问题是他仍然不知道这个难以捉摸的因素是什么。识别未知蛋白质的结构需要一个缓慢的试错过程,寻找特定蛋白质的基因编码也是如此。利维像兄弟一样使用捐献者的血液,花了30年时间寻找一种他从未见过的物质。一些科学家开始怀疑他是否会找到它。
“尽管在这一领域进行了大量研究,但一无所获,”加州大学洛杉矶分校(University of California, Los Angeles)传染病学教授、艾滋病病毒感染专家奥托·杨(Otto Yang)说。美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)艾滋病特异性免疫科(HIV-Specific Immunity)主任马克·康纳斯(Mark Connors)的看法更为乐观。“当遇到像这样的未知事物时,我倾向于不闭门不出,”他说。“我认为在我们找到它之前值得一看。”
Levy的坚持反映了抗HIV蛋白的前景。他说,有了这种物质,“一家公司生产用于治疗的蛋白质或药物将相对简单,因为这种蛋白质或药物可能会诱导体内细胞产生它。”
随着实验室工作的缓慢进行,以及资助者对他的研究兴趣的下降,利维面临着另一个障碍,这是兄弟们的一个缩影。抗逆转录病毒治疗抑制HIV的复制,从而使抗病毒物质处于休眠状态。免疫系统仅在主动感染艾滋病毒时控制病毒。利维说:“如果没有病毒,它就会自动关闭。”。这使得研究让患者像兄弟一样保持健康的过程变得更加困难。
Levy承认现有的HIV药物“相当出色”,并没有主张大多数患者避免使用。他确实采取了药物处方过量的立场,说让免疫系统发挥作用可能对一些患者更好。然而,随着他的献血者年龄的增长和开始抗逆转录病毒治疗,他的受试者群体继续减少。利维解释说,如今大多数感染艾滋病毒的患者都会立即接受处方治疗。他说,结果是,在不久的将来,可能会出现“你无法研究长期幸存者”的情况,因为他们可能会服用抑制自然保护的药物。
C用药物疗法控制像HIV这样的病毒是医学上的重大进步,很少有人会否认它的好处。但是一些病毒学家和进化生物学家认为药物治疗潜在的长期不利影响。他们发现药物会干扰进化,这可能会像兄弟的抗病毒蛋白一样在人群中传播防御。Levy认为,一种编码抗病毒蛋白的基因可能隐藏在每个人的DNA中,潜在地等待被表达并发送到对抗病毒的地方。
诺瓦克的研究表明,像艾滋病毒这样的病毒可以迅速进化。但人类的免疫系统也在进化:经过许多代人的进化,它可以发展出抵抗疾病的能力。当黑死病肆虐欧洲时,遗传优势较弱的人往往能够生存下来,随着时间的推移,所有幸存者都对黑死病产生了抵抗力。
如果不加以控制,艾滋病毒可能导致同样的进化过程。一种基因倾向——比如控制兄弟姐妹血液中的病毒的基因倾向——将使一部分人具备更强的病毒防御能力。然后,自然选择的渐进过程将放大基因,并加强这些防御。利维说:“如果一种病毒真的摧毁了一个社区,只有少数人幸存下来,那么他们很有可能将耐药性传递给其他人。”人和病原体一起进化。
加州大学圣地亚哥分校(University of California, San Diego)艾滋病研究中心(Center for AIDS Research)主任道格拉斯•里奇曼(Douglas Richman)将这一过程描述为联合进化的“军备竞赛”。尽管里奇曼对莱维的顽强研究持怀疑态度,但他同意进化塑造了免疫系统的防御。从长远来看,由于突变在宿主和病原体中都创造了遗传多样性,自然选择可能会导致更强的病毒,但也会导致更强大的免疫系统。里奇曼说:“在数万年的过程中,病毒和幸存者这两种病毒最终都能更好地相互处理。”病原体获得了更好的武器,但我们的身体可以获得更好的防护。
医学可以改变这一进化过程。它可以改变病毒的进化方向。科学家说,只要看看耐药性就知道了,耐药性是在疾病围绕治疗机制演变时出现的。事实上,利维担心,从长远来看,HIV治疗将产生“抗生素所见的耐药病毒”。药物也会影响人类免疫系统的进化。它可能最终阻止自然防御在整个人群中的传播,因为自然恢复力强的个体和开始治疗的患者都有可能遗传他们的基因。
如今,兄弟俩仍在为是否开始治疗或继续作为一个专注的研究对象而纠结,等待并希望研究能帮助他人。他说,在过去的25年里,他更容易应对自己的艾滋病毒感染状况,“知道你参与了比自己更重要的事情。”他补充说,“我觉得我没有尽我所能。我想在他们找到什么东西并为其他人利用它时在场。我想在这一切结束时参加聚会。”同时,Brothers承认,“我最看重的是健康和活着。”
对人类和病毒来说,生存就是一切。但使我们成为人类的一个因素是我们渴望与他人分享生存。这是我们的血液。
丹尼尔·格罗斯(Daniel a . Gross)是波士顿的一名作家和广播制作人。Twitter: @readwriteradio