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草泥马在抗击人类流感病毒方面有巨大的优势

2018-11-07 11:16:22狐视天下

草泥马长得很大而且毛很蓬松,但它们的抗体肯定不是。在抗击人类流感病毒方面,这可能是一个巨大的优势。

根据《科学》杂志上的一篇新论文,基于美洲驼抗体的疗法可以保护小鼠免受致命剂量的流感病毒伤害。理论上,该技术最终可用于制造鼻喷雾剂,该喷雾剂可作为通用疫苗,为所有类型的流感提供长期防护。

针对流感的无注射解决方案 - 尤其是我们不需要每年重新设计的解决方案 - 显然是个好消息,但要真正了解这种解决方案的巧妙性(假设它可以通过鼠标试验转化为人类可用),我们先要谈谈我们的身体如何正常对抗流感。

 

草泥马

 

我们的免疫系统配备了一组能够产生抗体的B细胞。这些Y形蛋白质可以识别入侵病毒的某些区域,从而使B细胞能够发出警报,表明体内存在危险物质。疫苗将B细胞暴露于潜在的流感病毒,并允许他们有时间提前产生大量抗体。这样,如果流感病毒进入,抗体会迅速识别并发动攻击。

人体抗体识别流感病毒的一部分,称为血凝素或HA的地方,这个地方表面上是允许病毒附着于人细胞膜的蛋白质。问题是流感可以使HA区突变,使其仍能正常运作,但对抗体的识别变得不那么明显。这就是为什么我们的流感疫苗通常不具有高效率 - 流感会不断突变HA区域来阻止我们的防御。

但是,虽然人类抗体有一个蘑菇状头部,但HA分子中还有其他不易接近的部分根本不会发生突变。人体抗体太大而无法物理接触到那些部位。

这时候就靠草泥马了。

像许多驼类,包括骆驼和羊驼,能产生体型微小的抗体。虽然人类抗体有两个大蛋白质形成Y字形的基部,加上两个较小的臂在顶部,但是美洲驼只有一个棒状蛋白质,更像是无衬线的大写字母I。因为它们更小,它们可以锁定到HA蛋白的不易发生突变的部分,从而更有效地杀死流感病毒。

研究人员创造了一种合成抗体,它是四种不同的美洲驼抗体的混合物,但它们并没有像传统疫苗那样将其注射到小鼠身上。因为这不是疫苗。疫苗通过暴露和训练免疫系统来发挥作用 - 这更像是基因治疗。研究人员打包遗传指令,使抗体成为无害的病毒,然后将该病毒喷射到小鼠鼻子中。然后病毒进入小鼠细胞并用抗体“感染”它们,促使它们的鼻细胞自己开始产生抗体。

为了测试抗体是否有效,研究人员以将不同组的小鼠暴露于致命剂量的不同流感病毒株。给予安慰剂喷鼻剂的小鼠几乎都在一两周内死亡,但是获得最高剂量的真正喷雾剂的小鼠都得以幸免(中等剂量的小鼠大部分存活,但少数死亡)。

最重要的是,完成所有这一切只需要喷雾,而无需训练啮齿动物的免疫系统。接受流感疫苗注射的年轻、健康的人倾向于建立对抗流感病毒的强大防御。但是老年人或免疫系统受损的人往往无法在相同程度上训练他们的B细胞,这意味着他们对流感疫苗的保护较少。这一事实,加上抵抗入侵者的能力削弱,意味着这些群体在流感季节往往有更高的住院率和死亡率。

如果确实有可能将这一发现转化用于制造人体鼻腔喷雾剂,那么它可能在老年人中发挥作用。他们的免疫系统可能不那么健壮,但可以更好地为感染做好准备。

这种机制也可能生产可以在许多季节和许多流感病毒株中提供保护的喷雾。目前,我们的疫苗仅针对被认为最危险的四种菌株提供保护,并且由于流感持续变异,必须每年重新选择。更广泛的方法不仅仅意味着更好地防范流感病毒 - 这可能意味着不必每年都要重新打一次。美国大多数成年人和很大一部分儿童目前都没有接种过年度流感疫苗,但如果我们能够使用像这样的鼻腔喷雾剂,我们就可以获得更高的流感免疫率。这意味着更好的群体免疫力,能更好地保护我们中的最弱势群体,并挽救更多生命。

草泥马喷雾无疑还有很长的路要走,仍然需要经过广泛的测试 - 但它有可能成为一个拯救生命的解决方案。