“羊驼”成疫情克星?最新研究显示其抗体可歼灭新冠病毒

“神兽”出征,新冠不生?

“羊驼”成疫情克星?最新研究显示其抗体可歼灭新冠病毒

别生气,放上这张图片不是为了骂人。

看到这个小动物,首先进入跑入你脑海的是什么?

精彩绝伦的表情包,还是神兽永恒经典的光芒?

光芒会更加闪耀,以后羊驼可能会稳坐神兽宝座了。

从一头大羊驼体内产生的抗体中,科学家们获得了重要启发,正在开发针对新冠病毒(SARS-CoV-2)的抗体,有望为治疗新冠肺炎(COVID-19)带来有效的方法,这项最新研究结果近日在顶尖学术期刊《细胞》(Cell)上正式在线发表。

“羊驼”成疫情克星?最新研究显示其抗体可歼灭新冠病毒

论文链接:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30494-3

四年前遇见“冬天”

故事起源于一只叫“冬天”(Winter)的神兽。冬天是一只美洲驼(the llama),美洲鸵也被称为大羊驼。

注:美洲驼,也称为无峰驼或骆马,是一个不准确的概念,泛指原产美洲大陆,尤其是南美洲的几种骆驼科动物。它们之间大多可以杂交。它们的中文译名比较混乱。在中文中每一种都可能被称作“美洲驼”。美洲驼、羊驼、栗色羊骆可以画为独立的3个种,或者画为美洲驼族的3个亚种。

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美洲驼Winter正面特写

冬天今年4岁,它现在仍与其他大约130个美洲驼和羊驼一起生活在比利时乡村的一个农场里。但早在它9个月大的时候,也就是2016年就参与了实验。

科学家们当时在研究另两种感染人类的冠状病毒,也就是SARS和MERS。与人类接种疫苗的过程类似,研究人员给这头大羊驼注射了两种冠状病毒的S蛋白。一段时间后,研究人员采集了它的血样,从中分离出可与这些S蛋白紧密结合的抗体。

通过细胞实验的测试,他们鉴定出了一种纳米抗体(命名为VHH-72),可以阻止具有SARS S蛋白的基因工程改造病毒(科学家们称之为假病毒,即表面表达S蛋白的复制品,但不会致病)感染细胞。

“但当时并没有治疗冠状病毒的很大需求,这就只是基础研究。”Wrapp说,“现在,这种纳米抗体或许有潜在的转化意义。”

已知第一个能中和SARS和新冠病毒的抗体

在最新的研究中,研究人员将美洲驼产生的一种特殊抗体(VHH-72)的两个副本结合在一起,创建了一种新的抗体,这种新的抗体能与新型冠状病毒的S刺突蛋白紧密结合,从而阻止假型冠状病毒感染细胞。

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图中蓝色部分是美洲驼的抗体副本创建的VHH-72Fc,抗体与新型冠状病毒(粉色,绿色和橙色)的刺突蛋白紧密结合,从而阻止了该病毒感染细胞

“这是已知的首批能中和SARS-CoV-2的抗体之一。”该论文的合著者杰森·麦克莱伦(JasonMcLellan)表示。

研究人员之所以这么做,是因为像前文中提到的,他们四年前就在对SARS和MERS病毒的测试中,鉴定出了能与SARS病毒刺突蛋白紧密结合的抗体VHH-72。

于是,当新型冠状病毒大流行时,他们测试将该抗体用于COVID-19,结果显示,虽然它能与新冠病毒相结合,但是效果很微弱。

受此启发,他们选择利用VHH-72抗体的两个副本创建了新的抗体VHH-72Fc,实验结果表明,它们作为中和抗体,成功地阻止表达新冠病毒S蛋白的假病毒感染细胞。

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目前,该小组正准备在仓鼠或非人类灵长类动物等动物中进行临床前研究,并希望最终能在人体中进行下一次测试,以便开发一种可以在感染病毒后立即帮助人们的抗体治疗方法。

值得一提的是,麦克莱伦所带领的团队此前还首先绘制出了新型冠状病毒的刺突蛋白图谱,这是迈向疫苗设计的关键一步。

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麦克莱伦团队所绘制的新型冠状病毒刺突蛋白的3D结构图

免疫学家的“宠儿”,早已助力开发流感疫苗

神兽们之所以受到科学家们的青睐,与它们免疫系统的特殊能力分不开。

大羊驼、羊驼以及其他驼科动物,免疫系统在发现细菌和病毒等外来入侵者时,会产生两种类型的抗体:一种类似于普通的人体抗体,另一种则只有普通抗体的1/4大小,它们被叫做单结构域抗体(VHH)或纳米抗体。由于尺寸很小,纳米抗体可以雾化并用于吸入设备。

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大羊驼的抗体尺寸更小,却有多种神奇的能力(图片来源:《自然》)

这也就意味着,这种抗体能够通过呼吸设备直接送达新型冠状病毒感染者的感染处——肺部。

再者,抗体疗法与疫苗疗法相比,具有更高的时效性。

早在2018年,顶尖学术期刊《科学》上发表了一篇关于羊驼的论文——来自美国Scripps研究所的科学家们利用大羊驼的抗体,开发出一种当时全新的流感疫苗。

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一般来说,在感染病毒之前,需要提前一个月接种疫苗才能使自身受到保护。与此相比,抗体疗法在治疗后能够立即受到保护,即使已经患病,也可以减轻疾病的严重程度。

特别是对于新型冠状病毒主要的重症患者群体——老年人群来说,由于免疫系统的衰弱,接种疫苗后的抗体反应已显著降低,抗体疗法显得尤为重要。

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