羊駝血液中納米抗體可能是對抗COVID-19的利器

2020-11-13 健數科技

作者：大米

近日，匹茲堡大學研究人員從羊駝中提取SARS-CoV-2抗體片段，該抗體有別於人體內抗體，被稱為納米抗體(Nanobody,Nb)。納米抗體在中和SARS-CoV-2表現出高效和穩定的特點。研究已發表在Science上。（文末有全文連結）

納米抗體介紹

單域抗體（SdAb）為駝類和軟骨魚類中天然存在的僅由兩條重鏈組成的特殊抗體，只包含一個重鏈可變區（VHH, Variable Domain of Heavy Chain Antibody）和兩個常規的CH2與CH3區。單域抗體通過重鏈上的一個可變區（VHH）結合抗原，該可變區可以單獨穩定地在體外存在，被稱為駝類單域抗體(SdAb)或者納米抗體（Nanobody）。納米抗體晶體寬為2.5nm，長4nm，分子量僅為傳統完整抗體的1/10（約15kD）但依然具有完整的抗原識別能力，一般通過噬菌體篩選得到完整抗體序列。


傳統抗體、重鏈抗體和納米抗體 圖片來源:ablynx

研究過程

匹茲堡大學研究人員為了產生這些納米抗體，研究人員求助於一種黑色的羊駝，名為Wally。

實驗羊駝——Wally 圖片來源:匹茲堡大學官網

研究人員用一種SARS-CoV-2刺突蛋白免疫了羊駝，大約兩個月後，研究人員從羊駝血液樣本中分離出針對刺突蛋白的納米抗體，並使用質譜技術確定了哪些納米抗體與病毒結合。

然後，在皮特疫苗研究中心（CVR）的幫助下，研究人員發現十億分之一克的純化納米抗體足以防止病毒感染100萬個細胞，這表明這種新療法對於那些感染者可能是有效的治療方法。

納米抗體的優勢

1.高效性

該方法能高效地篩選出治療性抗體候選藥物，效率遠遠高於其他人類單克隆方法。

2.穩定性

由於納米抗體的物理化學自身的穩定性，可以在室溫下存活至少六周。同時可以將納米抗體製作成吸入型的製劑，直接將納米抗體送入呼吸系統中，直接中和SARS-CoV-2，減少對人體的傷害，這對於經歷急性呼吸道症狀的患者可能是有用的治療方法。

3.經濟性

相比之下，傳統的SARS-CoV-2抗體需要靜脈注射，為了達到足夠血藥濃度，因此需要更大的劑量，並且每個療程的患者和保險公司要花費100,000美元。由於納米抗體可以做到吸入給藥，能極大地降低用藥量，降低成本。

納米抗體的研發現狀

納米抗體的發展備受關注。納米抗體藥物開發也進入到一個新的高度，納米抗體已經在癌症、自身免疫病、呼吸系統疾病、血液系統疾病等多個不同領域中得到實踐應用，並在更多的領域不斷的發展。納米抗體的獨特性質和低成本使其應用範圍大為拓展成為可能，尤其是某些傳統方法難以解決的靶點、患者基數大的慢病用藥、副作用大的標準療法等，給納米抗體帶來了巨大的市場機會。

納米抗體研發管線（圖片來源：Ablynx）

據悉，2015年全球單克隆抗體藥規模達916.3億美元，全球單抗市場仍將以9.84%的年均複合增長率快速發展，預計2020年將達到1300億美元。如果今後隨著納米抗體的不斷發展能夠替代或發展佔據抗體的市場份額的50%，則納米抗體的未來的全球市場容量也將達到千億美元級別。

參考來源：

[1]https://science.sciencemag.org/content/early/2020/11/04/science.abe4747

[2]https://www.upmc.com/media/news/110520-shi-llama-nanobody

[3]https://www.ablynx.com/technology-innovation/understanding-nanobodies/

往 期 精 彩

【聲明】本文為原創文章，有部分刪減，首發於微信公眾號：健數科技（ID：drugeyes），如需轉載請聯繫授權

相關焦點

  • 牛津大學:源自大羊駝的兩種小而穩定納米抗體可中和新冠病毒
    源自大羊駝（llama）的兩種小而穩定的納米抗體（nanobodies），被證明可以中和新冠病毒SARS-CoV-2，並且以一種與其他抗體不同的新方式與刺突蛋白（S蛋白）結合。
  • 科學家在羊駝衍生抗體中獲突破性發現：或能成新冠良藥
    強效抗體可轉化為單克隆抗體藥物、增強COVID-19患者的防禦能力甚至還可能提供一些有限的免疫力但正如最近的數據顯示的那樣，單克隆抗體治療並不對所有患者都有效。此外，這種治療需要住院治療，因為單克隆抗體是通過靜脈注射的。研究羊駝衍生抗體的研究人員認為他們有了突破性發現。羊駝可以生成納米體或更小的抗體，這些抗體非常穩定，在阻斷病毒方面非常有效。從這些納米體中提取的抗體藥物可以通過吸入噴霧劑在家治療患者，而這種噴霧劑可以在肺部粉碎新冠病毒。
  • Science:美洲駝納米抗體有望成為對抗新冠病毒的強大武器
    在一項新的研究中，來自美國匹茲堡大學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大的SARS-CoV-2抗體片段的新方法，這種抗體片段可以被製成可吸入的治療劑，具有預防和治療COVID-19的潛力。
  • Science | 中和SARS-CoV-2的納米抗體
    另外，多數專家預測COVID-19不會像2003年的SARS疫情一樣在短時間內消失。目前很多國家都對COVID-19的疫苗寄予厚望並加急研發疫苗，但是近期的研究表明SARS-CoV-2的抗體可能不會持久，短時間內對SARS-CoV-2免疫的人群仍有可能再次感染病毒。因此，研發高效，經濟，安全的抗病毒藥物迫在眉睫。
  • 住在熱搜上的羊駝又來了!Science揭示神獸體內納米抗體中和病毒
    9月，我們曾對發表於《Naturenature Communications》雜誌的一篇文章做了報導，該文章描述，來自瑞典的科學家在一隻名為「泰森（Tyson）」的羊駝（alpaca）體內成功提取出可中和新冠病毒的納米抗體（單域抗體）Ty1。研究者發現Ty1會附著在與ACE2受體結合的刺突蛋白上，從而有效中和病毒。表明Ty1納米抗體可阻止病毒進入細胞，因此可以預防感染。
  • 最新研究：羊駝產生的抗體能消滅新冠病毒！羊駝：我要立功了
    戳上方藍字「一鍵康ToucHealth」關注我們據英國《星期日泰晤士報》消息，比利時一項新的研究報告說，羊駝血液中的抗體有助於消滅新冠病毒。據比利時弗拉姆斯生物技術研究所（Vlaams Institute for Biotechnology）的研究人員和美國研究人員的一份報告稱：「羊駝血液中的分子可能會在新冠病毒暴發時起到治療作用。使用『羊駝抗體』的可行性，值得進一步研究。」
  • 神獸「草泥馬」立功 科學家在羊駝中發現抗體可消滅新冠病毒
    南美的羊駝被中國網友稱為神獸「草泥馬」，很久沒神獸的消息了，沒想到神獸還有立功的一天——比利時科學家在羊駝身上產生了抗體，能夠消滅新冠病毒。據外媒報導，比利時科學家日前在《細胞》雜誌上發表了論文，一隻名為「冬天」（Winter）的羊駝參與了冠狀病毒的研究，起初主要是用來研究SARS非典及MERS中東呼吸綜合症的，它產生了兩種抗體可以消滅這兩種病毒。目前肆虐的COVIDI-19也屬於冠狀病毒，科學家們證實羊駝產生的兩種抗體也可以用於新冠病毒，能夠消滅病毒。
  • 新冠疫苗研發，羊駝幫忙了！
    新華社北京8月19日新媒體專電 據澳大利亞澳大利亞廣播公司網站8月13日報導，在新冠疫苗研發競賽中，科學家們發現了意想不到的靈感來源——羊駝。詹姆斯說：「羊駝和類似動物實際上能夠產生兩種不同類型的抗體。一種與我們（人類）產生的抗體類似，但這些動物還能產生所謂的『納米抗體』。」
  • 床旁診斷系統在COVID-19中的應用現狀—最新外文文獻翻譯
    此外，某些測試還可能識別出COVID-19以外的病毒抗原（例如來自人類冠狀病毒的抗原），這樣可能會出現假陽性結果。如果抗原檢測試驗均顯示出足夠的準確度和穩定性，那麼就可以將其用於快速篩查可能患有COVID-19的患者，從而減少或消除對昂貴的分子檢測的需求。
  • ...的抗體可中和新冠病毒|抗體|新冠病毒|大羊駝|羅莎琳德·富蘭克林
    新華社倫敦7月13日電（記者張家偉）英國研究人員13日在學術期刊《自然·結構和分子生物學》上發表論文說，實驗室研究顯示，源自大羊駝的抗體可中和新冠病毒，有望用於開發新冠治療方法。大羊駝等一些駱駝科動物體內會天然產生大量結構簡單的小型抗體，這類抗體可用於製備更微小的納米抗體。
  • 美專家：源自羊駝的抗體可治療新冠疾病
    【南方+12月23日訊】據英國媒體報導，美國專家表示，通過羊駝製造出的新冠病毒抗體，可以用於治療新冠疾病。，美洲駝、羊駝等駱駝科一族都會產生納米抗體。納米抗體與人類抗體相比，體積更小且更易於進行工程設計。同時，納米抗體還會粘附在SARS-CoV-2的刺突蛋白上，SARS-CoV-2是導致新冠疾病的病毒，納米抗體能夠有效地將其中和。英國專家表示，由動物免疫系統製造的納米抗體在治療新冠疾病與預防新冠疾病方面遠比人類抗體更有效。
  • 研究人員發現導致COVID-19患者形成血栓的有害「自身抗體」
    由於這些COVID-19併發症可能會危及生命，醫生們一直在用血液稀釋劑治療患者。研究人員現在已經確定了一種導致血栓形成的抗體，但他們仍然無法解釋為什麼一些新冠患者會出現這些有害的「自身抗體」。來自密西根大學的科學家們在《科學轉化醫學》上發表了一篇論文，詳細介紹了所謂的 「自身抗體」在COVID-19中有利於凝血的作用。自身抗體是一種自身免疫性抗體，它和其他抗體一樣在血液中循環，包括可以阻止病毒感染細胞的中和抗體。但是這些自身抗體是有害的，因為它們可以導致血栓的產生。這些又會影響器官的功能，引發各種併發症。
  • 新冠疫苗研發，羊駝幫忙了
    據澳大利亞廣播公司網站8月13日報導，在新冠疫苗研發競賽中，科學家們發現了意想不到的靈感來源——羊駝。在墨爾本的澳大利亞新冠疫情核心，研究人員和科學家正在研究羊駝體內的一種罕見免疫，與其他駱駝科動物一樣，羊駝能夠產生兩種抗體。
  • 瑞典:找到能有效中和新冠病毒納米抗體 有望用於開發抗病毒藥物
    據物理學家組織網近日報導，瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員從羊駝身上鑑定出一種小型中和抗體Ty1，這種納米抗體能阻止新冠病毒進入人體細胞。研究人員認為，這種納米抗體有望用於開發靶向新冠病毒的藥物。研究結果發表於最近的《自然·通訊》雜誌。　　這次鑑定出的納米抗體是駱駝身上天然存在且可適應人體的抗體片段。
  • 外媒：科學家研發出合成納米抗體 可阻止新冠病毒感染人體
    新華社北京11月9日新媒體專電 外媒稱，一個國際科學家團隊以羊駝和駱駝體內存在的納米抗體為基礎研發出一種合成納米抗體，可通過其阻止新冠病毒感染人類細胞的功能來對抗新冠。據埃菲社柏林11月4日報導，歐洲分子生物學實驗室（EMBL）4日宣布，這種納米抗體被稱為「sybody 23」，科學家在體外試驗中已證實它能夠滅活新冠病毒。
  • 西媒：科學家研發出合成納米抗體 可阻止新冠病毒感染人體
    西媒稱，一個國際科學家團隊以羊駝和駱駝體內存在的納米抗體為基礎研發出一種合成納米抗體，可通過其阻止新冠病毒感染人類細胞的功能來對抗新冠。據埃菲社柏林11月4日報導，歐洲分子生物學實驗室（EMBL）4日宣布，這種納米抗體被稱為「sybody 23」，科學家在體外試驗中已證實它能夠滅活新冠病毒。
  • 「神獸」的抗體果然神奇！研究發現，羊駝抗體能「綁定」在SARS-CoV-2上，有效阻止其感染宿主
    因此，科學家另闢蹊徑，轉而瞄準了羊駝的抗體。9月4日，來自瑞典斯德哥爾摩卡羅林斯卡研究所的科學家在《Nature Communications》上發表了他們的最新研究：羊駝納米抗體可以通過阻斷受體相互作用來中和SARS-CoV-2。
  • Science子刊:複製性RNA COVID-19疫苗在非人靈長類動物中觸發強大...
    2020年7月25日訊/生物谷BIOON/---在一項新的研究中，來自美國華盛頓大學等研究機構的研究人員發現一種用脂質納米顆粒乳液配製的複製性RNA疫苗在小鼠和非人靈長類動物中進行一次免疫就能產生針對COVID-19冠狀病毒（即SARS-CoV-2）的抗體。這些抗體能有效地中和這種病毒。
  • 「科學要聞」|羊駝體內的抗體能中和新冠病毒
    · 分子生物學 ·大羊駝體內的抗體能中和新冠病毒圖片來源：wikipedia一項在大羊駝（llama）的研究中發現了兩種納米抗體，有望與人體ACE2受體作用，中和新冠病毒。駱駝科動物體內的納米抗體是一種只有重鏈的抗體變體，相比於人源抗體，它們小且穩定，製備簡單，因此常被用來替代傳統抗體。研究人員發現，大羊駝體內的兩種納米抗體（H11-H4和H11-D4）可以在細胞培養中阻斷新冠病毒刺突與ACE2受體的結合，從而阻止病毒感染細胞。
  • 全球首款吸入式新冠中和納米抗體藥物進入開發
    目前新冠病毒全球蔓延形勢依舊非常嚴峻，國際上尚無針對COVID-19的特效藥物批准上市，《Nature Medicine（自然醫學）》相關研究顯示，疫苗保護力可能只有2-3個月，因此亟需開發安全、有效的新機製藥物以滿足巨大的臨床需求。