近日,紐約一個實驗室的研究人員進行了一項實驗:人工誘導新冠病毒的關鍵部位「刺突」發生變異,成功使其對抗體不可見。
結果,研究人員發現,新冠病毒可以一定程度上「躲避」抗體治療。這就對治療方法提出了新的要求。專家表示,綜合療法可能會有效——聯合不同的方式攻擊,即便新冠病毒躲過了一種方式,其他方式也能發揮作用。
許多針對新冠病毒的疫苗及治療方法都瞄準了它最有力的武器——刺突蛋白。刺突蛋白同時也是新冠病毒的致命弱點,沒有刺突,病原體就無法進入人體細胞。
基於刺突蛋白的療法可以阻止感染的發生。一些疫苗可以促使人體產生針對新冠病毒刺突的特異性抗體,有望成功消滅新冠病毒。許多公司正在尋找新冠病毒治療的方法,模仿這一過程大規模合成單克隆抗體。
但所有的病毒都會轉移目標。當病毒複製時,其基因物質不能夠完美複製,經常會發生突變。儘管大多數突變無關緊要,但偶爾也會出現「重要」突變,其中一些可能會讓它們躲過免疫系統的「偵查」。如此一來,能夠識別特定類型刺突的抗體在面對另外一種刺突時便無法識別,患者患病的概率就會升高。
為研究這些關鍵的突變,洛克菲勒大學(Rockefeller University )病毒學家狄奧多拉·哈齊約努(Theodora Hatziioannou)和保羅·比尼亞斯(Paul Bieniasz)成立了一個研究小組。他們人工合成了能夠快速突變的病毒並使其攜帶新冠病毒刺突,隨後在這些人造病毒中注入不同類型、可以附著在刺突上的單克隆抗體,最後讓健康人體細胞接觸並感染病毒。
當病毒暴露在大量抗體中時,一小部分發生突變的病毒躲開了攻擊,有些甚至成功在細胞內複製。比尼亞斯表示,這種突變可能會比較麻煩。
根據從世界各地收集的新冠病毒的基因序列,已經有非常相似的刺突突變在人群中傳播,不過這種情況較為罕見。專家表示,在目前已知的新冠病毒序列中發現的變異不到0.1%,沒有必要太擔心。如耶魯大學病毒學家內森·D·格魯博(Nathan D. Grubaugh)所言,仍然有「99.9%以上已測序的病毒」對該研究測試的抗體敏感。
與該研究團隊進行合作的結構生物學家克里斯多福·巴恩斯(Christopher Barnes)稱,這項研究還表明,這些帶有突變刺突的新冠病毒並不比具有其他遺傳背景的病毒普遍,真正的新冠病毒攜帶校對機制,其複製過程更不易出錯。
從理論上講,假使真正的新冠病毒和實驗室合成新冠病毒一樣處在極端條件下,如大批人使用相同的單克隆抗體療法,然後將具有耐藥性的病原體傳播給其他人,那麼新冠病毒的刺突突變可能會更加普遍。
然而,可以通過組合抗體來對抗這種突變的新冠病毒。
新冠病毒的刺突結構複雜,有各種凹陷和縫隙,而不同的抗體各有自己偏好的位置,可以順勢附著在刺突上面。將不同類型的抗體混合在一起,可以同時從多個角度圍繞新冠病毒形成方陣。
「抗體方陣能有效地遏制新冠病毒。新冠病毒可能能夠逃脫一種抗體的攻擊,但它一次性進化出多個突變的可能性微乎其微。」紐約州立大學上州醫科大學(SUNY Upstate Medical University)的病毒學家和免疫學家哈裡·E·泰勒(Harry E. Taylor)說。
當研究人員重複實驗時,這種情況得到了證實。他們給新冠病毒注入了兩種單克隆抗體,一種鎖定刺突與人體細胞直接接觸的部分,另一種則鎖定刺突蛋白質的其他部分。結果表明,新冠病毒不能同時擊退這兩種抗體。
幾種單克隆抗體目前正在臨床試驗中,如果一切順利,這種混合抗體也許不僅能治療新冠病毒感染,還能起到預防的作用。耶魯大學免疫學家巖崎明子(Akiko Iwasaki)表示,現在全世界都對疫苗翹首以盼,如果試驗成功,將有數百萬人從中受益。
混合抗體還能更加準確地模擬人體對新冠病毒的自然反應。該研究表明,從已康復的新冠肺炎患者的血液中提取恢復期血漿樣本,在這種血漿中衝洗過的新冠病毒很難再感染健康細胞。
美國一些科學家已經開始嘗試這種聯合療法,但巖崎指出,生產一種藥物時,其中的每一種成分都要分別取得審批,混合抗體可能更難推向市場。目前已有的數據表明,現階段並不需要數百種單克隆抗體來抑制這種病毒,兩種可能就足夠了。
這對疫苗的啟發尤甚。多樣性的疫苗可以引發多方面的免疫反應,一些免疫細胞和免疫分子會專門用於識別刺突,而另一些則更擅長識別新冠病毒的其他部分。史丹福大學免疫學家王泰亞(Taia Wang)認為,能針對新冠病毒多種片段而不只是針對新冠病毒刺突的疫苗,更有可能觸發人體的防禦機制。
原文來源:New York Times
原文標題:The Coronavirus Could Dodge Some Treatments, Study Suggests
註:文中圖片源自圖蟲創意