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羊驼浑身是宝?
咳,别生气,放上此图并非要骂人。一直以来,羊驼(民间戏称“草泥马”)之所以能稳稳的霸榜我国网络神兽TOP5,是因为其呆萌的外表深入人心。
而近日来,为了冲出卖萌圈,它靠着自身血液中的强大抗体,硬是登上了顶尖学术期刊Cell,并从此跨界红火到了科研界。
细读之下才发现,原来,靠卖萌而生的羊驼这一回很可能真正成为对抗新冠病毒的“神兽”,而这都要归功于它体内所存在的一种神奇抗体。
不同于普通抗体(呈Y形,两条重链和两条轻链),该抗体结构简单(仅含重链),尺寸上非常小(只为Y形抗体的25%),却也能像传统抗体一样与抗原靶标紧密结合,而且它们还可以发挥个头小的优势,识别病毒表面更小、更隐蔽的结合位点。
这些小而强大的抗体还可以往身上安装多个结构域,结合不同靶标上的不同位点,起到“一个抗体就是一支军队”的效果。
至此,呆萌羊驼便成为了医学研究者们眼中抗击病毒的“宝藏动物”,研究者们这才开始探索利用神兽抗体抵抗病毒的可能。
过去的10多年里,人们在羊驼身上进行艾滋病毒和流感病毒的试验,获得的抗体都有相当显著的抗病毒效果。
2018年,研究者在给羊驼接种流感疫苗后,成功从大羊驼的血液里获得了四种小型抗体(每一种都能中和多个流感病毒类型)。
而基于此,他们还设计了一种将四种小抗体的结构域组合在一起的“四合一”基因,其所表达的抗体可中和60多种流感病毒。
于是,在对付冠状病毒的抗体试验中,羊驼再一次被选中作为优秀的试验对象。 而上述Cell文章中的故事也正是起源于一只名为Winter的美洲驼(the llama)。
Winter的正面特写
它原本应该在比利时的一家科研中心里过着岁月安好的生活,却因在2016年参加一项科研项目而改变了自己的命运,成为了潜在的抗疫英雄。
当时,研究者们为了研发出抗击全部冠状病毒(包括SARS和MERS)的疫苗,在羊驼Winter9个月大时身上接种了非典(SARS)和中东呼吸综合症(MERS)病毒上的刺突蛋白(S蛋白)以激发羊驼的免疫反应。
随后,通过对Winter血样的分析,研究者发现了可与SARS与MERS相结合的小抗体。
正当这组科学家即将结束这项研究,开始撰写研究成果时,新冠疫情爆发,全新的冠状病毒SARS-CoV-2(Covid-19)开始在全球肆虐。
他们马上意识到,既然之前Winter能产生对抗SARS和MERS的小抗体,那么鉴于此次流行的Covid-19与SARS病毒的基因序列有80%以上的相似度,且也是通过S蛋白感染人体,是不是也能用相同方法,让Winter产生对抗新冠的抗体?
于是,当初表现抢眼的羊驼Winter,再次成为人类寻找Covid-19抗体的最佳驼选。
在Winter身上的试验很快进行展开,通过初步筛选,纳米抗体VHH-72显示出了中和新冠病毒的能力,不过比其与SARS的结合力要弱。
而为了进一步增强结合能力,研究者对已有的抗体进行了结构分析和多种设计、改造,终是找到了对新冠病毒高亲和性的二聚体抗体——VHH-72-Fc(由羊驼抗体VHH-72和人抗体的Fc段组合而成),经过初步的测试,该抗体成功地阻止表达新冠病毒S蛋白的假病毒感染细胞。
研究者表示,鉴于纳米抗体的尺寸很小,可以雾化并用于吸入设备,这就意味着此抗体可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。
而且相比于疫苗疗法,抗体疗法具有更高的时效性。一般来说,在感染病毒之前,需要提前一两个月接种疫苗才能使自身受到保护,即使已经患病,也可以减轻疾病的严重程度。
特别是针对新冠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。
不过,研究人员也强调,虽然羊驼新冠抗体的保护作用立竿见影,但是效果并不是永久的,保护作用只能持续一到两个月,所以需要隔一段时间注射一次(毕竟人类不能产生这种小抗体)。
目前,该研究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。
尽管研究者迫切希望羊驼产生的抗体最终能用于预防性治疗,但后续要想将这种抗体真正应用于临床上,还必须进行更多的试验,且需要通过人体临床验证,同时还需要解决一些问题,如抗体的人体递送问题以及未来是否能产生足够数量的抗体问题等。
所以,有关此次神兽出征,能否真的能保护人们免于生活在新冠病毒的威胁之下,还有很长一段路要走,让我们拭目以待吧。
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