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研究人員發現,來自美洲駝的“超級免疫”納米抗體可以提供針對導致 COVID-19 和類似疾病的病毒的保護。Karl-Josef Hildenbrand/圖片聯盟來自Getty Images
  • 研究人員發現,來自美洲駝的免疫分子可以中和所有導致 COVID-19 的 SARS-CoV-2 菌株,包括 Omicron。
  • 他們指出,這些分子便宜、易於生產且可修改。
  • 雖然還需要更多的研究,但這些分子顯示出作為一種廣泛的保護性、成本效益和方便的治療未來爆發的前景。

冠狀病毒是其中一種最緊迫的威脅由於其高度的遺傳多樣性、頻繁的突變以及在人口稠密地區的存在,對全球健康產生了影響。

因此,迫切需要開發針對病毒的廣泛、有效和互補的干預措施。

納米抗體是具有一條多肽鏈而不是兩條多肽鏈的抗體,在美洲駝中自然產生,並且由於它們的體積小,可以以高親和力和選擇性靶向病毒抗原。

因此,納米抗體可能是一種具有成本效益的抗病毒劑,可以作為研究抗體的模型系統。

最近,研究人員開發了一種超強效納米抗體,可以對導致 COVID-19 的所有 SARS-CoV-2 變體(包括 Omicron)提供強有力的保護。

“這些新穎的納米抗體克服了人類抗體等大分子所面臨的基本問題,”教授。英國萊斯特大學老年精神病學教授 Elizabeta Mukaetova-Ladinska 告訴《今日醫學新聞》。

“[這些問題包括] 對包括實體瘤和血腦屏障在內的組織的滲透性差,以及與某些分子表面區域的結合差或缺乏結合,這些區域只有較小尺寸的分子才能完全接近,”她補充道。

該研究發表在《細胞報告》上。

免疫“沃利”駱駝

在這項研究中,研究人員用 SARS-CoV-2 受體結合域 (RBD) 對一隻名為“Wally”的美洲駝進行了免疫接種,RBD 是病毒上附著在人體細胞蛋白質上以進入並感染它們的短刺。

然後,他們從 Wally 那裡採集了一份血樣,並用另外四種加強劑對他進行了兩個月的重新免疫,然後再採集了第二份血樣。

在實驗室測試中,第二份血液樣本對 SARS-CoV-2 RBD 的親和力高於第一份。它還中和了 SARS-CoV-2 的武漢-Hu-1 株以及關注的 alpha 和 Lamba 變體。

研究人員還發現,第二個樣本的血液中和 Beta、Delta 和 SARS-CoV 的效率比第一個樣本高 6、2.3 和 9.3 倍。

使用蛋白質組學,研究人員接下來確定了 100 種對 SARS-CoV-2 具有高親和力的納米抗體。

研究人員在五種 SARS-CoV-2 變體上測試了其中的 17 種納米抗體,包括 Omnicron 和其他 18 種與 SARS 相關的病毒,稱為 sarbecovirus。

雖然所有納米抗體都與所有變體緊密結合,但有七種表現出異常廣泛的活性並與所有目標位點結合。

從進一步的測試中,研究人員指出,除了這 17 種納米抗體中的一種之外,其他所有納米抗體都在體外有效抑制了 SARS-CoV-2 和關注的變體。

接下來,研究人員融合了兩種最有效和廣譜的納米抗體,以展示它們的高生物工程潛力。他們將產生的分子稱為“PiN-31”,並註意到它能夠同時與 SARS 樣病毒的兩個區域結合。RBD,以及通過鼻噴霧劑輸送的潛力。

“在一項臨床前研究中,我們已經證明我們的納米抗體——PiN-31——可以保護肺部和上呼吸道免受感染,”該研究的主要作者、匹茲堡大學細胞生物學和生理學系助理教授石毅博士告訴 MNT。

“[我們的數據表明]基於納米抗體的吸入療法可以最大程度地減少傳播,並且可能是對現有疫苗的補充,”他解釋說。

底層機制

當被要求更詳細地解釋美洲駝納米抗體如何有效對抗 SARS 樣病毒時,Dr.石 說道:

“這些納米抗體強烈靶向受體結合域 (RBD) 上的位點(所謂的表位),這些位點在 SARS 樣病毒中高度保守。這些表位對於病毒適應性很重要,因此通常它們不會發生突變。這就解釋了為什麼泛sarbecovirus納米抗體可以抵禦大範圍的SARS樣病毒,包括SARS-CoV-2變體和SARS-CoV-1,”他說。

“保守的表位很難被納米抗體靶向,因為這些區域小、柔韌且平坦。然而,我們發現的泛病毒納米抗體似乎經過高度進化以獲得非凡的結合能力,”博士。石補充道。

研究人員得出的結論是,納米抗體有望成為未來爆發的廣泛保護性、成本效益和方便的治療方法。

當被問及這項研究的局限性時,Dr.Shi指出,他們尚未評估納米抗體的體內功效。他指出,理想情況下,納米抗體應該在臨床試驗之前“人性化”,他的團隊正在通過他們新開發的軟件進行這項工作——“拉馬納德。”

治療影響

博士。Shi 指出,與單克隆抗體相比,納米抗體的製造成本低廉,因為它們可以從大腸桿菌和酵母細胞等微生物中快速生產。它們也可以進行生物工程以改善功能。

他補充說,納米抗體在室溫下是穩定的,這意味著它們可以避免與 mRNA 疫苗相關的冷鏈問題,並在全球範圍內更公平地分佈。

博士。Shi進一步解釋說,穩定的納米抗體可以抵抗霧化,這意味著它們可以通過吸入到達肺部,從而大大降低了所需的劑量並降低了治療成本。

博士。Mukaetova-Ladinska 指出,納米抗體也可以比單克隆或多克隆抗體更穩定地生產,因為它們是在實驗室條件下從克隆 DNA 複製而來的。她指出,相比之下,單克隆抗體會發生遺傳漂變,從而導致批次間的變異。

然而,她補充說,納米抗體也可能具有更廣泛的治療潛力,因為它們可以穿過腦血屏障並直接與神經元細胞相互作用。它們還可用於治療膠質母細胞瘤和阿爾茨海默病等疾病。

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