2021年1月16日訊/生物谷BIOON/---在一項新的研究中，由德國波恩大學領導的一個國際團隊鑑定出並進一步開發了針對SARS-CoV-2冠狀病毒的新型抗體片段。這些稱為 「納米抗體（nanobody）」的抗體片段比經典抗體更小，能更好地穿透組織，並能大量生產。這些研究人員還將這些納米抗體組合成可能特別有效的分子，同時攻擊這種病毒的不同部位。這種方法可能阻止這種病原體通過突變逃避活性製劑的攻擊。相關研究結果於2021年1月12日在線發表在Science期刊上，論文標題為「Structure-guided multivalent nanobodies block SARS-CoV-2 infection and suppress mutational escape」。
圖片來自Science, 2021, doi:10.1126/science.abe6230。
抗體是免疫系統抵禦感染的重要武器。它們與細菌或病毒的表面結構結合，阻止細菌或病毒複製。因此，對抗疾病的策略之一就是大量生產有效的抗體，並將它們注入患者體內。即將離任的美國總統唐納德-川普快速從這種病毒感染中康復過來很可能要歸功於這種方法。但是，用於治療他的抗體結構複雜，不能很深地滲透到組織中，可能會引起不必要的併發症。此外，生產抗體是困難的，也是耗費時間的。因此，它們可能不適合廣泛使用。
在酵母或細菌中大量生產
論文共同通訊作者、波恩大學先天免疫研究所的Florian Schmidt博士解釋說，「我們專注於另一組分子，即納米抗體。納米抗體是抗體片段，非常簡單，可以由細菌或酵母生產，成本較低。」
然而，免疫系統產生的不同抗體數量幾乎是無窮無盡的，它們都能識別不同的目標結構。例如，只有極少數抗體能夠戰勝SARS-CoV-2。尋找這些抗體就像在德國波羅的海沿岸尋找一粒沙子。Schmidt解釋說，「我們首先將這種冠狀病毒的表面蛋白注射到一隻羊駝和一隻美洲駝體內。它們的免疫系統就會產生主要針對這種病毒的抗體。除了複雜的正常抗體外，羊駝和美洲駝也會產生一種更簡單的抗體變體，可以作為納米抗體的基礎。」
幾周後，這些研究人員從這些動物身上提取了血液樣本，從中提取了產生抗體的基因信息。這個「文庫」中還包含著數百萬種不同的構造圖。在一個複雜的過程中，他們提取了那些能夠識別這種冠狀病毒表面的重要結構---刺突蛋白---的抗體。論文共同通訊作者、波恩大學醫學院納米抗體核心設施負責人Paul-Albert König博士解釋說，「我們總共獲得了幾十種納米抗體，然後我們對其進行了進一步的分析。」
從數百萬種分子中找到4種
在細胞培養物中，四種納米抗體分子實際上被證明對這種病原體有效。König解釋說，「利用X射線結構和電子顯微鏡分析，我們還能夠進一步展示它們如何與這種病毒的刺突蛋白相互作用。」這項實驗是由瑞典卡羅琳斯卡醫學院的Martin Hällberg、美國伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校的Nicholas Wu和美國斯克裡普斯研究所的Ian Wilson領導的研究小組完成的。SARS-CoV-2刺突蛋白對感染至關重要。它的作用就像魔術貼，這種病原體通過它附著在被攻擊的細胞上。接下來，這種刺突蛋白改變了它的結構。它丟棄了對這種病毒附著很重要的成分並介導這種病毒包膜與細胞膜的融合。König說，「納米抗體似乎也會在這種病毒遇到其靶細胞之前觸發這種結構變化---這是一種意想不到的新穎的作用模式。這種變化很可能是不可逆的；因此，這種病毒不再能夠與宿主細胞結合併感染它們。」
這些研究人員還利用了納米抗體相對於抗體的另一大優勢：它們結構簡單，允許直接組合形成有效性可提高數百倍的分子。König解釋說，「我們已經將兩種靶向這種刺突蛋白不同部分的納米抗體融合在一起。這種融合物在細胞培養物中非常有效。此外，我們能夠證實這極大地降低了這種病毒通過逃逸突變對活性製劑產生抵抗性的概率。」他們堅信，這些分子可能會被開發成一種新穎且有前景的治療方案。波恩大學的衍生公司Dioscure Therapeutics將在臨床研究中測試這些納米抗體。（生物谷 Bioon.com）
參考資料：
1.Paul-Albert Koenig et al. Structure-guided multivalent nanobodies block SARS-CoV-2 infection and suppress mutational escape. Science, 2021, doi:10.1126/science.abe6230.
2.Promising new antibodies against SARS-CoV-2 found
https://medicalxpress.com/news/2021-01-antibodies-sars-cov-.html