研究人员以创纪录的速度制造出人类流感抗体

用流感幸存者的抗体快速制造的疗法可能为更有效地阻止大流行铺平道路


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一种快速生产用于对抗感染的蛋白质的新方法可能意味着在未来大流行期间的生死攸关。研究人员今天在《自然》杂志上报道说,他们已经完善了一种制造单克隆抗体的方法,这种抗体能够摧毁诸如禽流感之类的疾病,禽流感有能力与人类流感变种交换基因并从鸟类跳到人类身上。

他们的研究是一项巨大的进步,因为据该研究的合著者、俄克拉荷马城俄克拉荷马医学研究基金会(OMRF)的免疫学家帕特里克·威尔逊说,这标志着科学家首次能够快速生成这种杀死疾病的蛋白质。他说,研究人员有朝一日可以在一个月内用幸存者针对威胁性疾病产生的天然抗体快速配制出一种疗法,从而挽救许多生命,并将潜在的流行病扼杀在萌芽状态。

他说,直到现在,生产足够的单克隆抗体来保护大量人群需要长达三个月的时间,因为免疫系统仅在响应感染时才会泵出少量抗体。

美国国家过敏和传染病研究所所长安东尼·福奇称这项新工作是“重大进步”,他在一份声明中指出,这项工作“为生产[单克隆抗体]开辟了道路,这些抗体有可能用于诊断或治疗”流感以及其他传染病,如丙型肝炎和人类免疫缺陷病毒(HIV),后者可导致全面的艾滋病。

这种由威尔逊和亚特兰大埃默里大学医学院的同事们率先开发的新技术,通过使用所谓的B细胞(白细胞产生抗体,然后将其运送到感染部位以对抗入侵的细菌)在响应疫苗而非实际感染时产生的抗体来节省时间。

根据威尔逊的说法,20世纪上半叶,通常使用来自(故意感染的)动物的单克隆抗体来尝试治疗白喉(一种上呼吸道疾病,在1924年研制出疫苗之前,20世纪20年代初期每年导致大约15,000人死亡)和破伤风(一种潜在致命的感染,也称为锁颌,因为它破坏的肌肉之一在下颌)。然而,存在兼容性问题:在大多数情况下,人类免疫系统将动物抗体视为外来抗体并拒绝它们——或者缺乏摧毁它们的弹药,从而使患者病情加重。

为了避免这些问题,研究人员一直在努力完善和加快从人类中提取单克隆抗体、在实验室中复制它们,然后将其注射到患有其形成的疾病的受害者身上的程序。收集这些抗体的关键是从特定流感毒株的幸存者身上,或者从接种过流感疫苗的人身上(因为流感疫苗含有病毒的减弱版本)中去除携带这些抗体的B细胞。

到目前为止,科学家们在尝试快速重建足够大的数量以挽救生命时遇到了问题。威尔逊说,传统上,这个过程花费的时间太长了,以至于当产生足够多的新B细胞时,目标流感毒株已经突变成一种不再容易受到捕获的抗体攻击的形式。

在新方法中,研究人员从接种过疫苗的人体内分离出B细胞——因此产生了针对季节性流感的特异性抗体。但是,威尔逊说,这些团队没有促使提取的B细胞增殖,而是简单地从它们身上提取产生抗体的基因,并将其插入现有的B细胞系中,从而增加了它们的蛋白质产量。

科学家们为了获得梦寐以求的蛋白质而利用的那种B细胞被称为抗体分泌浆细胞(ASC)。ASC是免疫系统在检测到感染(包括减弱的疫苗版本)时派出的第一线防御者之一。这些细胞的任务是侦察潜在的危险,并发出信号,通知所需的后备细菌战斗机击败入侵的军队。ASC的寿命很短,因为它们更多的是作为侦察兵而不是战斗士兵。

研究小组发现,在他们的峰值期间(接种疫苗后七天)分离的ASC中,多达80%含有针对他们注射的流感毒株的单克隆抗体。

威尔逊说:“之所以如此令人兴奋,是因为同样类型的B细胞可能存在于[患有]原发性感染的人身上,”他指出,迄今为止,研究人员仅表明,这适用于响应疫苗产生的抗体。该团队现在计划在感染流感或其他病毒的人身上测试该方法。

瑞士贝林佐纳生物医学研究所所长安东尼奥·兰扎韦基亚强调,威尔逊技术的效果取决于ASC活跃的相对较短的时间跨度。

兰扎韦基亚认为他自己的研究更有希望:他使用所谓的记忆B细胞收获了针对严重急性呼吸系统综合征(SARS)和禽流感的抗体,记忆B细胞是免疫细胞,它们存储来自所有疫苗和以前击败的病毒的抗体,并永久保留在血液中。

他说:“如果你患上自发性疾病,你只有很短的时间窗口可以获得[ASC],因此,靶向[从战胜疾病的人那里获得的]记忆B细胞可能是一种优势。”

威尔逊说,问题在于,一个人拥有的记忆B细胞相对较少——“大约只有千分之一”,因此从它们中提取抗体的过程非常耗时,因为必须首先找到它们。

他说:“我们正在制造新的抗体,这些抗体[可能更有效,因为它们]正在与非常特定的病毒毒株结合。”他补充说,这种新技术还可以通过测试提取的抗体对流感毒株的有效性来确定某人患有的流感毒株。

威尔逊说,如果该技术在人体临床试验中被证明是安全有效的,那么几年内它可能会得到广泛应用。

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