2020年5月19日

设计用来阻断冠状病毒的骆马抗体

乍看上去

  • 基于从美洲驼分离的抗体,研究人员设计了一种抗体,该抗体可防止SARS-CoV-2(一种导致COVID-19的病毒)进入实验室实验。
  • 计划进行后续工作以在该疾病的动物模型中测试抗体。
农场上的骆驼 骆驼和其他动物产生的小抗体可能会成为潜在疗法的基础。这只骆驼已经制造了这项研究中使用的抗体,已经四岁了,仍然住在根特大学弗拉姆斯生物技术研究所经营的比利时乡村的一个农场里。 蒂姆·科本斯

动物产生的抗体非常类似于人类免疫系统产生的抗体。但是某些动物(例如美洲驼)也会产生另一种类型的抗体,其大小仅为典型人类抗体的四分之一左右。这样的“单域”抗体或纳米抗体具有使它们成为潜在治疗剂的若干特征。

纳米抗体非常稳定,因此在生产后可能会长期保存。它们也可以通过吸入器直接输送到肺部,这使得它们特别适用于呼吸道感染,例如COVID-19。

世界卫生组织于2020年3月11日宣布COVID-19为国际大流行病。迄今为止,它已在全球感染了超过400万人,并杀死了25万人。研究人员急于开发疫苗。同时,迫切需要有效的治疗方法。

由得克萨斯大学的Daniel Wrapp和Jason McLellan博士领导的研究人员与比利时的研究团队合作,从骆驼开发了纳米抗体,用于研究严重急性呼吸系统综合症(SARS)和中东呼吸系统综合症(MERS)。这两种疾病都是由与SARS-CoV-2相关的冠状病毒引起的。

与SARS-CoV-2结合的抗体称为VHH-72Fc(蓝色)的抗体与SARS-CoV-2(粉色,绿色和橙色)上的刺突蛋白紧密结合,从而阻止病毒感染培养中的细胞。 德克萨斯大学奥斯汀分校

该团队向骆驼注射了多种形式的病毒峰值蛋白。在冠状病毒的表面发现了穗状蛋白。它们闩锁在细胞上,然后进行结构改变,使病毒与细胞融合。一旦病毒进入宿主细胞,它就可以自我复制并产生更多病毒。科学家从美洲驼血液中收获并在实验室生产的纳米抗体与刺突蛋白结合并阻止了病毒进入细胞。 

研究人员决定测试他们开发的任何纳米抗体是否也可以阻止SARS-CoV-2感染细胞。他们的工作部分由NIH国家过敏和传染病研究所(NIAID)资助。结果于2020年5月5日发布于 细胞.

在针对SARS或MERS病毒的12种纳米抗体中,一种叫做SARS VHH-72的纳米抗体也具有与SARS-CoV-2上的刺突蛋白结合的能力。但是,它也很快解离,因此不可能阻止病毒进入细胞。

研究人员分析了与SARS和MERS病毒的刺突蛋白结合的抗体的结构。基于此分析, 之前的工作 他们揭示了SARS-CoV-2刺突蛋白的结构,从而能够对纳米抗体进行改造,使其更牢固地粘附于病毒。他们通过将两个副本的纳米抗体融合在一起来实现此目的。

经过工程改造的纳米抗体与SARS-CoV-2牢固结合,能够在实验室实验中阻止病毒进入细胞。

“这是已知中和SARS-CoV-2的首批抗体之一,” McLellan说。

研究人员正计划在动物中进行后续实验,希望最终在人体试验中测试其纳米抗体。抗体疗法有可能被用作已经感染或极易被感染的人的治疗方法。

—莎朗·雷诺兹(Sharon Reynolds)

相关链接

参考文献: 单域骆驼抗体有效中和乙型冠状病毒的结构基础。 Wrapp D,De Vlieger D,Corbett KS,Torres GM,Wang N,Van Breedam W,Roose K,van Schie L; VIB-CMB COVID-19响应团队,霍夫曼M,珀尔曼S,格雷厄姆BS,卡勒瓦特N,舍本斯B,塞伦斯X,麦克莱伦JS。细胞。 2020年4月29日。pii:S0092-8674(20)30494-3。 doi:10.1016 / j.cell.2020.04.031。 [Epub提前发行] PMID:32375025。

资金: 美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID); Vlaams生物技术研究所;根特大学研究基金会–法兰德斯; Agentschap Innoveren&Ondernemen; RAPID联盟。