美国国立卫生研究院的科学家们发现,羊驼体内产生的微型抗体或许能有效抑制HIV病毒,为HIV治疗研究带来新的希望。

羊驼——那些来自南美洲、看起来无聊且慢慢嚼食的骆驼科动物——以其羊毛和皮革而闻名。然而,在它们的皮毛之下,这些驯化的背包动物也隐藏着人类正在努力利用的另一个强大工具。

当羊驼(Llama glama)暴露于某些致命的人类病毒时,科学家们发现它们的身体会产生强大的免疫蛋白质,与我们自身产生的任何免疫蛋白质都不同。

利用这一发现,美国国立卫生研究院(NIH)的研究人员现在设计出了一种人羊驼混合抗体,可以抑制人类已知最狡猾的病毒之一:HIV。

人类免疫缺陷病毒(HIV)是一种善变的变形体,可以迅速进化以阻断人类抗体的作用,这些抗体负责锁定和抑制外来威胁。

“传统抗体体积庞大,因此很难找到并攻击病毒表面”,美国国立卫生研究院和乔治州立大学的生物学家Jianliang Xu解释道。

羊驼抗体则不同。像鲨鱼、羊驼和骆驼一样,羊驼是少数能够产生传统抗体的额外小版本——被称为纳米抗体——的动物之一,这些抗体大约只有传统抗体大小的十分之一。

这些纳米抗体“行动敏捷”且灵活。它们小巧且呈长条形状,这意味着它们可以挤进病毒的防御之间,覆盖病毒最具传染性的部分。

为了刺激HIV特异性纳米抗体的产生,NIH的研究人员在一只单一的羊驼身上连续十三次在一年内注射HIV-1包膜的一部分。

然后,通过精心的工程设计,他们取得了最有效的HIV纳米抗体,并将其与广谱人类HIV抗体的部分融合。

这些广谱中和抗体(bNAbs)能够针对多种HIV菌株,这些抗体在1990年代的一些人类患者中被发现。但即使经过将近四十年的研究,科学家们仍未能创造出一种可以有效抵抗病毒突变的HIV疫苗或长效治疗。

单独使用时,人类抗体和羊驼纳米抗体可以中和90%的HIV-1菌株,尽管每种抗体都针对病毒的不同部位。而组合使用时,这种双管齐下的方法“超强”,研究人员写道。在实验室中,羊驼人类嵌合体能够抑制96%的208种HIV菌株。

这比之前由同一些研究人员制造的人羊驼抗体强了十倍。

“这些纳米抗体是迄今为止最好且最具中和作用的抗体,我认为这对HIV治疗和抗体研究的未来非常有希望”,乔治州立大学生物学博士候选人Payton Chan表示。

“我希望有一天这些纳米抗体能够获得批准用于HIV治疗。”

目前尚不清楚新设计的羊驼人类嵌合体是否能够针对活体动物或人类的HIV感染,但这种治疗能够结合病毒的两个最脆弱点应该会增加病原体逃脱免疫系统束缚的难度。

最近,抗体输注已被证明是治疗、预防甚至治愈HIV的有希望途径,但先前的研究发现,持久的效果需要非常特定的高剂量广谱中和抗体。

也许羊驼纳米抗体可以使这些治疗在较低浓度下更有效。然而,如何使药物持久效果更长仍然是另一个挑战。

对于HIV的抗体治疗,如果可以每年或更长时间只需给患者一次,可能在临床设置中证明非常有效。目前,这些治疗需要每几个月进行补充。

美国国立卫生研究院的研究人员现在正致力于设计新的人羊驼抗体组合,看看他们是否能够创造出更强效的治疗效果。

本文译自 ScienceAlert,由 BALI 编辑发布。

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