《Nature》对抗“变异”SARS-CoV-2的Plan B方案

【字体: 时间:2021年06月24日 来源:生物通

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  虽然,不断出现的SARS-CoV-2变异仍然可以用现有的COVID-19疫苗控制。但,总有一天,“仍然”可能会变成“不再”。对付这种可怕可能性的一种方法是部署新的疫苗。另一种方法是用中和抗体靶向SARS-CoV-2变异。

  

虽然,不断出现的SARS-CoV-2变异仍然可以用现有的COVID-19疫苗控制。但,总有一天,“仍然”可能会变成“不再”。对付这种可怕可能性的一种方法是部署新的疫苗。另一种方法是用中和抗体靶向SARS-CoV-2变异。

一些研究人员正在探索后一种选择。他们正在寻找SARS-CoV-2的结构,这种结构可以为抗体提供可靠的结合位点,就像高度保守的病毒一样。保守的结构可能很难获得,尤其是对于大而笨拙的抗体。那么,更小、更灵敏的抗体可能会出现吗?

它们可以。根据一个多机构科学家团队的研究,SARS-CoV-2变异可以被VHHs抗体或称纳米抗体中和。科学家们从骆驼和“纳米鼠”中分离出纳米抗体以生产VHHs。接下来,科学家们发现了几个特别擅长识别受体结合域(RBD)高度保守特征的纳米抗体,RBD是SARS-CoV-2上臭名昭著的刺突蛋白的一部分,可以让病毒侵入宿主细胞。最后,科学家们设计出了最佳纳米抗体的多价版本,并成功地增强了抗体的中和能力。

有关这项研究的细节最近在《Nature》杂志上发表,题为“Nanobodies from camelid mice and llamas neutralize SARS-CoV-2 variants”,这篇文章描述了科学家们鉴定了两套高度中和的纳米抗体,由俄亥俄州立大学、洛克菲勒大学、哥伦比亚大学和弗雷德里克癌症研究国家实验室等机构的科学家们共同制备。

“第一组通过识别在冠状病毒中高度保守但很少被人类抗体靶向的RBD区域来规避抗原漂移,”文章作者写道。“第二组几乎完全集中于RBD-ACE2接口,不能中和携带E484K或N501Y替代物的变体。然而,值得注意的是,当表达为同源三聚体时,第二组纳米抗体保留了针对变体的完全中和活性,与迄今为止针对SARS-CoV-2产生的最有效抗体相抗衡。”

每一组的纳米抗体都使用不同的机制绕过突变,使病毒无法与宿主细胞受体ACE2结合。正是通过结合ACE2病毒才能进入宿主细胞。

“RBD ACE2接口位于RBD的顶部,该区域是保护性人类抗体的主要靶点,通过疫苗接种或先前感染而产生,以阻止病毒进入,”俄亥俄州立大学兽医生物科学助理教授Kai Xu和该研究的联合首席作者说。“但它也是一个变异频繁的区域。”

在目前的研究中,科学家们制造的纳米抗体中和了三种新出现的变种α、β和γ。

“我们发现(一组纳米抗体)可以识别RBD的一个保守区域,这是一个隐藏的位置,太窄了,人类抗体无法到达,”Xu说。“在这个位置附着,即使距离RBD连接ACE2的地方有一段距离,仍然可以达到阻止SARS-CoV-2进入宿主细胞的目的。”

另一组纳米抗体被RBD-ACE2界面吸引,而它们的原始形态不能中和某些变体。然而,当研究人员将这群抗体设计成同源三聚体时,三个拷贝串联在一起的纳米抗体实现了对病毒的有效中和。以同样的方式改变附着在RBD保守区域的纳米抗体的结构也增强了它们的有效性。

研究结果表明,当疫苗受损时,纳米抗体可能有助于防止COVID-19死亡。“我们的计划是进一步分离针对新出现的变异的抗体,用于治疗开发,并通过学习这些抗体找到更好的疫苗解决方案,”研究人员写道。

原文检索:Nanobodies from camelid mice and llamas neutralize SARS-CoV-2 variants

 

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