登上最新《细胞》的“神兽”，或许能帮我们抵抗新冠病毒

▎药明康德内容团队编辑  

▲“神兽”（图片来源：参考资料[2]，Credit：Tim Coppens）

这是一头大羊驼，名叫“冬天”（Winter），今年4岁，和它的130多名伙伴们住在比利时乡下的一个农场。

从这头神兽体内产生的抗体中，科学家们获得了重要启发，正在开发针对新冠病毒（SARS-CoV-2）的抗体，有望为治疗新冠肺炎（COVID-19）带来有效的方法。最新研究结果近日在顶尖学术期刊《细胞》上正式在线发表（点击文末“阅读原文/Read More”即可访问论文的在线版本）。

两个多月前，我们学术经纬团队曾经报道，德克萨斯大学奥斯汀分校（UT Austin）的一支研究团队利用冷冻电镜技术，揭示了新冠病毒表面S蛋白三聚体的高清结构。这一信息对于了解新冠病毒如何识别和进入细胞有重要意义。

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解析S蛋白的结构为研制疫苗迈出了关键一步。在此基础上，这支研究团队与比利时根特大学（Ghent University）合作，开始研发可以中和新冠病毒S蛋白的抗体。神兽“冬天”和它的伙伴们就生活在根特大学负责的农场上。

神兽们之所以受到科学家们的青睐，与它们免疫系统的特殊能力分不开。大羊驼、羊驼以及其他驼科动物，免疫系统在发现细菌和病毒等外来入侵者时，会产生两种类型的抗体：一种类似于普通的人体抗体，另一种则只有普通抗体的1/4大小，被称为纳米抗体，也叫单结构域抗体（VHH）。由于尺寸很小，纳米抗体的优势之一是可以雾化并用于吸入设备。

该论文的共同第一作者Daniel Wrapp解释说：“因为可以直接递送到感染部位，纳米抗体作为治呼吸道病原体的药物具有潜在吸引力。”

▲相关阅读：为什么说羊驼是“神兽”？读完这篇你就服了（图片来源：参考资料[2]，Credit：Tim Coppens）

时间回到2016年，“冬天”大约9个月大时。科学家们当时在研究另两种感染人类的冠状病毒，也就是SARS和MERS。与人类接种疫苗的过程类似，研究人员给这头大羊驼注射了两种冠状病毒的S蛋白。一段时间后，研究人员采集了它的血样，从中分离出可与这些S蛋白紧密结合的抗体。

通过细胞实验的测试，他们鉴定出了一种纳米抗体（命名为VHH-72），可以阻止具有SARS S蛋白的基因工程改造病毒（科学家们称之为假病毒，即表面表达S蛋白的复制品，但不会致病）感染细胞。

“但当时并没有治疗冠状病毒的很大需求，这就只是基础研究。”Wrapp说，“现在，这种纳米抗体或许有潜在的转化意义。”

此次研究中，科学家们测试了这种纳米抗体是否也能有效对抗SARS的近亲，也就是新冠病毒。为了增强与新冠病毒S蛋白的结合力，科学家们将两个VHH-72连接起来，得到了一种新抗体。然后，在培养的细胞中加入这种新抗体。实验结果表明，它们可以作为中和抗体，成功阻止表达新冠病毒S蛋白的假病毒感染细胞。

▲本研究示意图（图片来源：参考资料[1]）

这支研究团队表示，他们目前已准备先在仓鼠或非人灵长类等动物身上开展临床前研究，并希望下一步能进行人体试验，最终开发出中和新冠病毒的抗体疗法，在患者被感染后立即起到保护作用。

“疫苗必须在感染前一两个月注射才能提供保护，” 共同通讯作者Jason McLellan教授说，“抗体疗法则是直接给予保护性抗体，因此在治疗后可以立即产生保护作用。这种抗体还可以用来减轻患者的疾病严重程度。”研究者指出，像这样的中和抗体，尤其可以为老年人等对疫苗反应不大的人群，还有医护人员等接触病毒风险较大的人群带来帮助。

期待在神兽的助力下，人类将早日迎来对抗新冠病毒的有效疗法。

参考资料

[1] Daniel Wrapp et al., (2020) Structural Basis for Potent Neutralization of Betacoronaviruses by Single-Domain Camelid Antibodies. Cell Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.031

[2] Antibodies from Llamas Could Help in Fight Against COVID-19. Retrieved May 6, 2020, from https://news.utexas.edu/2020/04/29/antibodies-from-llamas-could-help-in-fight-against-covid-19/

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