一个埃博拉神药的故事
埃博拉病毒属丝状病毒科，单股负链RNA病毒。其引起的埃博拉出血热（EBHF）是当今世界上最致命的病毒性出血热，致死率可高达90%。而且病人死的很难看，病毒侵袭内脏器官导致腐烂瓦解，病人七窍流血而亡。但是还有一少部分人活了下来，因为这部分人免疫能力比较强，产生了能够中和埃博拉病毒的抗体，在与死神的赛跑过程中活了下来。治疗埃博拉的神药就在这些人的血液中！这个是不是很像一些关于病毒的末日电影的老套情节~~~~
2019年8月13日，美国国家国民和传染病研究所宣布两款神药在刚果的临床试验中大幅降低埃博拉死亡率。这些就是从埃博拉存活下来病人中提取的单克隆抗体mAb114和REGN-EB3，接受mAb114和REGN-EB3治疗感染早期的患者，存活率可以达到90%！！！！后者为三种抗体的混合，而前者仅一种抗体就能实现相同的药效。
今天我们就来说说mAb114的故事。
早在2016年，就有背靠背的两篇SCIENCE阐述了mAb114的来历和药理，就命名为文献1和文献2（见文末）吧。那么牛逼的药物，一篇SCIENCE不够，就来两篇吧。
文献1阐述了mAb114是从1995年刚果埃博拉疫情暴发时一名埃博拉病毒感染幸存者血清中分离得到，对近40年来所有已知的埃博拉病毒都有中和活性。动物实验中，能让所有猕猴免受埃博拉的感染。GP是埃博拉病毒表面糖蛋白，参与病毒与细胞膜受体的结合，并侵染宿主，是一个潜在的治疗埃博拉病毒的药物靶点。而mAb114可以强烈的和GP结合。
文献2则从结构学出发，阐述了mAb114针对埃博拉病毒人源中和性抗体的分子作用机制，其中清华大学参与了mAb114/GP复合物的结构解析工作。
复合物结构解析结果显示，mAb114主要结合GP的糖帽 (glycan cap) 和受体结合区域 (receptor binding domain, RBD)部分。打个比方，GP的糖帽是手指，RBD结构域是手掌，把mAb114牢牢握住了。
只针对GP的抗体是不行的，打蛇打七寸，只有结合在蛋白重要表位上的抗体才能起到作用。而GP的RBD结构域参与受体的结合而侵染宿主，所以只有结合RBD结构域才有效果。
值得一提的是，ForteBio的生物膜干涉技术（BLI）数据在这两篇文章中占了一半以上（机型OCTET HTX），是鉴定这个神药的主要生化手段。包括了表位鉴定，亲和力测定和受体阻断实验。
虽然分子级别的成像能够解析结合表位，但是需要通过与已知表位抗体的竞争实验以及与表位多肽的结合能力来证明。
抗体竞争实验：将GP蛋白固化在传感器上，然后依次与第一个抗体（13C6）和第二抗体（mAb11）结合，观察第二抗体的信号。如果信号比较低，说明两者竞争。
13C6是已知的结合GP糖帽的抗体，而mAb11可以与其竞争结合。
将可能结合的表位剪切成多肽（A、B、C）与传感器上的mAb114蛋白结合，呈现明显的结合信号。也验证之前结构解析的结果。
关于竞争实验设计可以戳这里。
埃博拉病毒在入侵宿主细胞的过程中，病毒首先会被内吞进入细胞内部，形成内吞体(pH5.3),然后pH依赖的蛋白酶会剪切GP蛋白的糖帽部分，从而暴露出受体结合区域 (RBD)；GP蛋白受体结合区域会进一步与宿主细胞内吞体膜上的受体蛋白NPC1相互作用，导致剪切后的GP蛋白（GPTHL）发生构象变化引发病毒的囊膜与宿主内吞体膜的膜融合过程，并将病毒遗传物质释放到宿主细胞的细胞质中，从而实现病毒对宿主细胞的感染。
就是说GP蛋白经历了中性（pH7.4）,酸性（pH5.3）和剪切后三个阶段。那么mAb114对这些阶段的GP蛋白的亲和力如何？把糖帽部分剪切后，mAb114与RBD的亲和力还行吗，这个才是关键啊！
BLI技术显示mAb114可以结合三个阶段的GP
mAb114与GPTHL结合解离原始数据
mAb114与剪切前的GP蛋白的亲和力是nM级别，而剪切后（GPTHL）为10nM级别，亲和力下降是必然的，因为剪切掉的糖帽也参与了结合，但是依然保持了10nM级别的亲和力。而13C6不能结合GPTHL而起不到保护作用。
研究人员又通过竞争法比较了mAb114与其他NPC1阻断剂阻断GP蛋白与NPC1受体的结合能力。
更多关于抗体竞争分析参见往期文章：
两篇背靠背CELL文章告诉你ForteBio不光是用来检测亲和力的！
文中用氨基偶联传感器固化GPTHL蛋白，然后依次与抗体和NPC1受体相互作用，如果NPC1的信号比较低，则说明抗体能阻断NPC1受体和GP蛋白的相互作用。
mAb114与之前报道的阻断剂相比，阻断效果最好
RBD结构域被GP蛋白的其他区域遮盖，之前的研究认为很难成为抗体的靶点，但是mAb114做到了这点，印证了那句话，克服越难的困难，成就越大。mAb114起作用的步骤对所有线状病毒科的病毒都是共有的，包括另一种高致病性的马尔堡病毒，研究对针对这些病毒的疫苗和药物开发都可以起到显著的指导作用。
mAb114简直就是中和抗体界的“万金油”抗体，而生物膜干涉技术是相互作用检测界的“万金油”技术！mAb114的作用机理是一个良好的故事，而ForteBio则是让这个故事更加生动。
陈老湿衷心希望mAb114单克隆抗体在后续的临床试验顺利进行，有效控制肆虐非洲的埃博拉疫情，守住人类防御埃博拉的最后一道防线！
清华大学新闻网：清华大学医学院向烨研究组在《科学》合作在线发表埃博拉病毒研究论文. J. Misasi et al., Science 10.1126/science.aad6117 (2016).
Protective monotherapy against lethal Ebola virus infection by a potently neutralizing antibody. D. Corti et al., Science 10.1126/science.aad5224 (2016).
Structural and molecular basis for Ebola virus neutralization by protective human antibodies. J. Misasi et al., Science 10.1126/science.aad6117 (2016).