科学家们创造了一种突破性抗体平台,旨在应对治疗迅速变化的病毒(如导致COVID-19的病毒SARS-CoV-2)的重大挑战。这一新策略响应了病毒变异以及避免当前疫苗和治疗的能力。
来自西奈山艾肯医学院的研究人员与该领域的其他专家合作,推出了一种尖端抗体平台,专注于治疗快速突变病毒(如SARS-CoV-2)的主要难点:病毒改变和逃避现有疫苗和疗法提供的防御能力。
他们的研究,包括小鼠研究,介绍了自适应多表位靶向和亲和力增强(AMETA)纳米抗体平台,这是一种新型抗体解决方案,用以抗击像SARS-CoV-2这样的病毒如何演变以躲避疫苗和治疗。该研究的结果于10月23日发表在《Cell》期刊上。
自COVID-19疫情出现以来,SARS-CoV-2迅速适应,导致许多疫苗和疗法效果减弱。为此,西奈山艾肯医学院的施怡博士和他的团队开发了AMETA,这是一种灵活的平台,利用工程纳米抗体靶向病毒中多个不易突变的稳定区域。这种方法可以同时靶向多个位点,并显著增强结合强度,从而为不断演变的病毒提供更强大和持久的防御,研究人员解释道。
“SARS-CoV-2中的突变逃逸现象一直是一个持续的问题,现有疫苗和疗法无法跟上病毒的快速进化,”施博士表示,他是本文的主要作者,也是西奈山艾肯医学院药理科学的副教授。“大多数治疗性抗体专注于病毒的单一位置,随着新变种的出现,其有效性在一年内下降。相比之下,AMETA被设计成能够同时附着于病毒的多个稳定区域,从而显著降低抗药性发生的可能性。该平台还可以针对其他快速突变的病原体进行修改,从而在全球范围内提供一种可持续和适应性的传染病管理方式。”
AMETA通过将特殊纳米抗体链接到人类IgM支架上工作,这是一种免疫系统自然防御的组成部分,能抵抗感染。这一设计允许AMETA一次性展示超过20种纳米抗体,极大地增强了其结合病毒的能力,通过解决病毒表面多个稳定区域。因此,与靶向单一位点的传统抗体相比,AMETA显示出最高可达一百万倍的更高效能。
实验室测试和小鼠实验表明,AMETA构建对各种SARS-CoV-2变种(包括广泛突变的Omicron亚系)以及密切相关的SARS-CoV病毒表现出显著的效果。研究人员与牛津大学和凯斯西储大学的团队合作,利用冷冻电子显微镜和冷层析成像等先进成像技术,展示了AMETA通过多种新机制中和病毒的方法。这些策略涉及聚集病毒颗粒、结合尖峰蛋白的关键区域,并以独特的方式改变尖峰的结构,从而阻止病毒感染细胞。
“通过AMETA,我们的目标是构建一种能够应对病毒病原体迅速演变的持久平台,”研究的共同资深作者、医学教授和西奈山艾肯医学院全球健康与新兴病原体研究所所长阿道夫·加西亚·萨斯特博士解释道。“该平台不仅是对COVID-19的响应,也可能为应对其他快速突变的人类病原体(如HIV)提供基础,并为防护未来新兴病毒(包括潜在的流感大流行病毒)提供保护。”
“AMETA的多功能设计允许快速适应,靶向广泛的病原体,使其成为应对新发感染的响应性和动态解决方案。我们的结果标志着在克服病毒及抗生素耐药微生物的突变逃逸方面取得了重大进展,”施博士补充道。
AMETA的模块化特性也使得新纳米抗体构建的快速和经济生产成为可能,使其成为应对未来大流行的首选候选者,研究人员指出。
施博士和加西亚·萨斯特博士领导的团队目前正在为进一步的临床前和潜在临床试验做好准备,以评估AMETA在不同疾病中的治疗能力。