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为解决狂犬病被动免疫预防的局限性,研究人员开发抗狂犬病病毒(RABV)的人源单克隆抗体(MAb),获得两种有潜力的单链可变片段(scFv)抗体。
狂犬病,一种在热带地区肆虐的致命传染病,每年夺走约 60000 人的生命,泰国便是深受其害的狂犬病流行国家之一。一旦被携带病毒的动物咬伤,尤其是 WHO 认定的 III 类严重咬伤患者,必须尽快进行暴露后预防(PEP),即接种疫苗和狂犬病免疫球蛋白(RIG)。然而,现有的多克隆 RIG 存在诸多问题,如生产成本高、大规模生产困难、批次间差异大,还可能引发注射诱导的超敏反应等,严重限制了其应用效果。因此,开发更有效的预防被动免疫手段迫在眉睫。
在此背景下,来自泰国玛希隆大学热带医学院等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们旨在通过构建免疫噬菌体展示文库,开发针对 RABV 的人源单克隆抗体(MAb),并最终在《Heliyon》杂志上发表了相关研究成果。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,从 44 名接种过狂犬病疫苗的志愿者身上采集血液样本,分离出外周血单核细胞(PBMCs)。接着,提取 PBMCs 的总 RNA 并反转录为 cDNA,通过 PCR 扩增可变片段,构建了单链可变片段(scFv)文库,并利用噬菌体展示技术筛选出具有高亲和力和特异性的 scFv 克隆。随后,对筛选出的克隆进行表达、纯化和鉴定,通过快速荧光灶抑制试验(RFFIT)测定其对 RABV 的中和活性,还运用生物信息学方法分析了 scFv 与 RABV 糖蛋白的相互作用。
研究结果如下:
- scFv 文库构建:成功构建了 VHVLκ 和 VHVLλ 两种噬菌体展示 scFv 文库,文库大小分别为 2×107和 5.4×106个克隆,且多样性良好。
- 筛选与鉴定:经生物淘选和 ELISA 筛选,获得 29 个与 RABV 结合信号显著高于阴性对照的克隆。对其中 22 个克隆进行 DNA 测序和氨基酸翻译,发现 6 种独特的序列模式(HuRABVscFv1 - 6)。
- 免疫球蛋白分析:分析 6 种 HuRABV scFv 菌株的免疫球蛋白种系库,发现 IGHV3 - IGKV1 家族配对占主导。
- 蛋白表达与纯化:成功表达和纯化了 scFv 蛋白,大小约为 34kDa,部分克隆还出现了约 70kDa 的二聚体形式。
- 中和活性测定:RFFIT 检测发现,HuRABVscFv1 和 HuRABVscFv2 具有中和活性,其中和滴度均高于 WHO 推荐的 0.5IU/ml 的保护阈值,且 HuRABVscFv2 的中和能力略强于 HuRABVscFv1。
- 敏感性和特异性测试:点杂交试验表明,HuRABVscFv1 和 HuRABVscFv2 对 RABV 具有较高的敏感性和特异性,且不与猪流感病毒(SIV)结合。
- 生物信息学分析:通过同源建模和分子对接,发现 HuRABVscFv1 主要与 RABV 糖蛋白的抗原位点 III 相互作用,HuRABVscFv2 主要与抗原位点 II 相互作用。
研究结论与讨论部分指出,本研究成功从免疫噬菌体展示文库中筛选出两种新型中和 scFv 抗体 HuRABVscFv1 和 HuRABVscFv2。生物信息学预测显示,它们识别 RABV 糖蛋白上不同的抗原位点,有可能被开发为治疗 RABV 的潜在治疗性 MAb,以替代泰国传统的 PEP 治疗。然而,虽然生物信息学分析提供了理论依据,但还需进一步实验验证 scFv 与抗原位点之间的相互作用。
这项研究成果为狂犬病的防治带来了新的希望,有望改善现有预防和治疗手段的不足,为全球狂犬病防控事业做出重要贡献。未来,研究人员还需进一步深入研究,推动这些抗体从实验室走向临床应用,真正造福人类。