《科学》报道新冠“萌面杀手”:超强抗体可快速中和病毒

《科学》杂志今日在线报道了一项治疗新冠的最新研究。由匹兹堡大学医学院(UPMC)时毅教授领衔的研究团队找到了一种“纳米抗体”,不但可以强效中和新冠病毒,而且可以在室温下保存6周!这种神奇的武器来自一种看起来萌萌的动物——大羊驼(llama)。

这已经是大羊驼在最近两年里至少第三次登上顶尖学术期刊!《科学》杂志曾介绍过使用大羊驼的抗体,打造万能流感病毒,有望把所有流感病毒类型一网打尽。今年5月,《细胞》杂志同样介绍了来自大羊驼的新冠中和抗体。

这些抗体有啥优势吗?是的。大羊驼、羊驼以及其他驼科动物的免疫系统会产生两种类型的抗体:一种和人类的普通抗体差不多,另一种抗体的体型却只有普通抗体的四分之一,也被称为纳米抗体。由于尺寸小,纳米抗体在雾化后,可以直接吸进肺部。另外这些抗体也更稳定。

在此次研究中做出重要贡献的大羊驼(图片来源:参考资料[2];Credit:Sonya Paske, Capralogics Ltd。)

在此次研究中做出重要贡献的大羊驼(图片来源:参考资料[2];Credit:Sonya Paske, Capralogics Ltd。)

为了开发针对新冠病毒的纳米抗体,研究团队往一只名叫“沃利”的大羊驼体内注射了新冠病毒的一段刺突蛋白序列。时教授介绍说,这个名字来自他的一条黑色拉布拉多犬,实验用的黑色大羊驼与它看起来很像。

两个月后,大羊驼的免疫系统如愿造出了一批成熟的纳米抗体。利用基于质谱的方法,该论文的第一作者向宇菲找到了沃利血液里与新冠病毒结合最强的纳米抗体。

随后研究人员们也检验了这类抗体的抗新冠能力——每毫升只需不到1纳克的抗体,就可以中和足以感染数百万细胞的病毒!通过对病毒中和机制的理解,研究人员把不同的高抗病毒纳米抗体串联起来,设计了一系列新颖的纳米抗体二聚体、三聚体,用来更好的抗病毒。从数字上看,其多价纳米抗体的半抑制浓度仅为每毫升0.058纳克,是目前最强效的中和抗体之一。

向宇菲在手上展示纳米抗体(紫色)与新冠病毒刺突蛋白(灰色)相结合的3D打印模型(图片来源:参考资料[2];Credit:UPMC)

向宇菲在手上展示纳米抗体(紫色)与新冠病毒刺突蛋白(灰色)相结合的3D打印模型(图片来源:参考资料[2];Credit:UPMC)

同时,通过与匹兹堡大学的张诚教授团队和以色列希伯来大学(the Hebrew University of Jerusalem)的Dina Schneidman-Duhovny教授团队合作,研究小组确立了这些纳米抗体中和病毒的多种分子机制,并在此基础上进一步改造和设计多位点抗体,以此克服病毒治疗中常见的突变导致的耐药性。

“大自然是最棒的发明家,” 时教授点评道,“我们开发的技术以前所未有的规模对新冠中和纳米抗体进行了检验,也让我们快速找到了数千种具有无可匹敌的亲和力与特异性的纳米抗体。”

研究人员们也指出,传统抗体需要静脉输注,对抗体量的需求也很大,因此成本会比较高昂。在这方面,纳米抗体有着额外的优势。研究人员们也期望这类抗体能得到广泛应用,帮助我们治疗或是预防新冠疾病,早日度过疫情。【责任编辑/周末】

来源:学术经纬

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