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Science:美洲駝納米抗體有望成為對抗新冠病毒的強(qiáng)大武器

來源:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2020-11-11 13:13:00【
在一項(xiàng)新的研究中,來自美國匹茲堡大學(xué)的研究人員描述了一種從美洲駝(llama)身上提取小型的但極其強(qiáng)大的SARS-CoV-2抗體片段的新方法,這種抗體片段可以被制成可吸入的治療劑,具有預(yù)防和治療COVID-19的潛力。相關(guān)研究結(jié)果于2020年11月5日在線發(fā)表在Science期刊上,論文標(biāo)題為“Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2”。
Science:美洲駝納米抗體有望成為對抗新冠病毒的強(qiáng)大武器
這些特殊的稱為“納米抗體(nanobody)”的美洲駝抗體比人類抗體小得多,在中和SARS-CoV-2病毒方面的效果要好很多倍。它們也更穩(wěn)定。
論文共同通訊作者、匹茲堡大學(xué)細(xì)胞生物學(xué)助理教授Yi Shi博士說,“大自然是我們最好的發(fā)明家。我們開發(fā)的技術(shù)以前所未有的規(guī)模調(diào)查中和SARS-CoV-2的納米抗體,這使得我們能夠迅速發(fā)現(xiàn)數(shù)千種具有無與倫比的親和力和特異性的納米抗體。”
為了產(chǎn)生這些納米抗體,Shi求助于一只名叫Wally的黑色美洲駝---它與Shi的黑色拉布拉多犬很相似,因此也與后者的綽號相同。
Shi和同事們利用SARS-CoV-2刺突蛋白的一種片段對美洲駝進(jìn)行免疫,大約兩個月后,這種動物的免疫系統(tǒng)產(chǎn)生了針對這種病毒的成熟納米抗體。
利用過去三年來Shi一直在完善的一種基于質(zhì)譜的技術(shù),論文第一作者、Shi實(shí)驗(yàn)室研究助理Yufei Xiang鑒定出Wally血液中與SARS-CoV-2結(jié)合最強(qiáng)的納米抗體。
隨后,在匹茲堡大學(xué)疫苗研究中心(CVR)的幫助下,這些研究人員將他們的納米抗體暴露在活的SARS-CoV-2病毒中,發(fā)現(xiàn)僅一納克的一小部分的納米抗體就能夠中和足夠多的病毒,從而讓100萬個細(xì)胞免受感染。
這些納米抗體代表了抵抗SARS-CoV-2感染的最有效的治療性候選抗體,比通過同樣的幾十年來用于篩選人類單克隆抗體的噬菌體展示方法發(fā)現(xiàn)的其他美洲駝納米抗體要有效數(shù)百到數(shù)千倍。
Shi及其同事們發(fā)現(xiàn)的納米抗體可以在室溫下放置六周,并可以被制成可吸入的霧狀物質(zhì),從而將這些抗病毒藥物直接地送到最需要它們的肺部中。鑒于SARS-CoV-2是一種呼吸道病毒,這些納米抗體可以在呼吸系統(tǒng)中找到并結(jié)合它,甚至在它有機(jī)會造成損害之前。
相比之下,傳統(tǒng)的SARS-CoV-2抗體需要進(jìn)行靜脈注射,這將使得所注射的抗體稀釋到全身,因此需要更大的劑量,并且每個治療過程中患者和保險(xiǎn)公司需要花費(fèi)約10萬美元。
Shi說,“納米抗體的成本可能會低得多。它們是解決當(dāng)前危機(jī)的緊迫性和嚴(yán)重性的理想選擇。”
通過與匹茲堡大學(xué)的Cheng Zhang博士和以色列耶路撒冷希伯來大學(xué)的Dina Schneidman-Duhovny博士合作,Shi團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)他們的納米抗體使用多種機(jī)制來阻止SARS-CoV-2感染。這使得納米抗體適合于生物工程。比如,結(jié)合到SARS-CoV-2病毒不同區(qū)域的納米抗體可以連接在一起,就像一把瑞士軍刀那樣,即便這種病毒的一部分發(fā)生突變并變得耐藥,也無法逃脫它們的殺戮。
論文共同作者、匹茲堡大學(xué)疫苗研究中心主任Paul Duprex博士說,“作為一名病毒學(xué)家,看到如何利用美洲駝抗體產(chǎn)生的奇特性,構(gòu)建出一種抵抗SARS-CoV-2臨床分離株的有效納米武器,真是不可思議。”
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