靶向M2e蛋白胞外域的非中和性抗体:抗流感病毒广谱治疗新策略与耐药突变逃逸的突破

【字体: 时间:2025年09月11日 来源:SCIENCE ADVANCES 12.5

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  本研究针对流感病毒株特异性及快速逃逸突变导致单抗疗法失效的难题,开发了靶向M2蛋白胞外域保守区的非中和性抗体三联疗法。研究发现该疗法通过FcγRI/III/IV介导的效应功能,在小鼠模型中展现广谱保护作用,且能抵抗病毒逃逸突变,为通用型流感治疗提供了新范式。

  

流感病毒至今仍是全球健康的重大威胁,每年导致约10亿人感染、50万人死亡。尽管疫苗和抗病毒药物不断更新,但流感病毒通过血凝素(HA)和神经氨酸酶(NA)的抗原漂移(antigenic drift)和抗原转换(antigenic shift)不断变异,使得中和抗体疗法面临株型特异性强、易产生耐药突变的困境。更严峻的是,高致病性禽流感(如H5N1、H7N9)跨种传播后致死率高达40–65%,而疫苗研发周期长达6个月,无法应对突发疫情。现有FDA批准的6种抗流感药物均已出现耐药株,包括曾靶向M2离子通道的金刚烷胺类药物。因此,开发能抵抗病毒突变、具有广谱保护效果的“现货型”通用流感疗法迫在眉睫。

在这项发表于《SCIENCE ADVANCES》的研究中,科学家另辟蹊径,将目光投向以往被忽视的病毒蛋白——M2基质蛋白胞外域(M2 ectodomain, M2e)。该区域在不同流感病毒株中高度保守,但由于免疫原性弱,自然感染后仅18%的人会产生相应抗体。研究团队此前已成功获得3种靶向M2e不同重叠表位的非中和性单克隆抗体(克隆472、522和602),本研究进一步探索了它们作为联合疗法的潜力及作用机制。

研究首先通过丙氨酸扫描肽库和截短肽库绘制抗体结合表位,发现三者均靶向M2e N端高度保守区,且存在竞争性结合。随后在动物模型中验证低剂量三联抗体(各10μg)比双联或单抗更能有效保护小鼠抵御包括PR8(H1N1)、CA07(pH1N1)、VN1203(H5N1)和Anhui1(H7N9)在内的多种流感病毒攻击,存活率达88%。值得注意的是,该疗法仅部分降低肺病毒滴度,提示其保护作用不依赖病毒中和活性。

机制研究表明,抗体的保护效应依赖于Fcγ受体介导的免疫效应功能。IgG2a同种型比IgG1表现出更强的保护效果,通过Fc突变体(LALA-PG、LEEA2KA、L235E)及受体阻断实验证实,需同时激活FcγRI、FcγRIII和FcγRIV才能发挥全部疗效。这意味着抗体通过募集自然杀伤(NK)细胞、巨噬细胞、中性粒细胞等效应细胞,通过抗体依赖性细胞吞噬(ADCP)和细胞毒性(ADCC)等机制清除病毒感染细胞。

在治疗时间窗实验中,单次注射450μg三联抗体即使在感染后第4天给药,仍能显著降低H7N9感染小鼠的肺病毒载量并提高存活率。更引人注目的是,经连续7代病毒传代实验,无论是免疫正常还是Rag2基因敲除的免疫缺陷小鼠,均未检测到M2基因突变,且分离出的病毒对三联抗体治疗仍保持敏感。这表明该疗法能有效避免病毒逃逸突变,与现有耐药频发的临床药物形成鲜明对比。

本研究采用的关键技术包括:杂交瘤抗体生产与体外重组表达、肽库ELISA表位作图、病毒竞争结合实验、Fc突变体构建与结合特性分析(ELISA)、小鼠流感模型建立(滴鼻与气溶胶感染)、肺病毒滴度测定(空斑试验)、受体阻断实验(使用抗FcγRIII/IV单抗)以及病毒基因测序(Sanger法)。

研究结论部分指出,非中和性M2e抗体通过协同激活多FcγR通路,提供了一种广谱、抗突变的新型流感治疗策略。其作用不依赖中和活性,而是通过效应细胞清除病毒感染的宿主细胞,这对难以被抗体直接接触的呼吸道黏膜病毒感染尤为关键。此外,三联抗体鸡尾酒疗法通过覆盖多个重叠表位,进一步降低病毒逃逸几率。该研究不仅为流感防控提供了具临床转化潜力的候选疗法,也重新定义了抗体药物开发范式——非中和抗体同样可成为高效抗病毒武器。

讨论中作者强调,当前进入临床试验的HA茎部抗体或M2e单抗均因株型限制、疗效不足或耐药问题而折戟。本研究突破性地证明,合理设计的多表位非中和抗体组合可克服这些局限。未来需在人体中验证其有效性,并探索Fc工程化优化(如增强FcγR亲和力)以进一步提升疗效。这项研究为应对下一次流感大流行提供了重要的技术储备和理论支持。

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