登录
 机构网站
  1. 首页
  2. 情报产品
  3. 快讯详情

《Cell Rep: 非中和alpha病毒抗体保护机制》

  • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者： hujm
  • 发布时间：2021-04-12

  • 尽管针对α病毒E2蛋白抗原决定簇的中和单克隆抗体（mAb）可以起到防止病毒感染的效果，但人们对非中和mAb的功能仍知之甚少。在最近发表于《Cell Reports》杂志上的一项研究中，来自华盛顿大学圣路易斯分校的Michael S. Diamond团队评估了13种非中和性单克隆抗体针对Mayaro病毒（MAYV）（一种新兴的致关节炎性alpha病毒）的活性。

    首先，作者希望分离针对MAYV的非中和性单克隆抗体，对此，他们对小鼠进行了MAYV感染，并且随后接种了MAYV E2（1-340）蛋白以增强感染效果。之后，研究者们建立了杂交瘤培养体系并从中分离了144株单克隆抗体，Elisa检测显示其具有结合E2蛋白的能力。为了寻找广谱性抗体，作者向Vero-E6细胞感染了另外一株病毒BeH407，其与原始MAYV的E2-E1氨基酸序列存在96%的相似性。流式筛选最终得到了73株符合条件的单克隆。由于此前研究表明IgG2c具有较强的抗病毒活性，因此作则从中挑选除了13株IgG2c单克隆。

    中和试验结果显示，上述13株克隆相比此前鉴定出的中和性抗体MAY-117，均没有任何中和活性。然而，这些抗体与病毒E2蛋白的结合能力却依然存在。在此基础上，作者希望了解上述抗体与病毒蛋白结合的具体表位信息。通过高通量突变筛选，作者发现了六个结合基团，这些结合基团位于E2糖蛋白的A结构域内或附近的离散表位。由于它们能够与变性后的抗原表位结合，表明其可能主要识别抗原的线性表位。

    最后，作者研究了上述抗体的体内生理学意义。结果显示，非中和性抗体的被动输入可预防小鼠的MAYV感染和疾病的发生，而其功效的实现依赖下游Fc介导的效应，即Fc介导的单核细胞在体内参与了非中和性单克隆抗体的保护作用。此外，作者发现表达Fcγ受体的髓样细胞可促进MAYV的结合，吸收和清除，而不会引起抗体依赖性感染的增强。综上，上述结果为提供保护alpha病毒感染的新型抗体治疗策略提供了新的思路。

  • 原文来源：https://news.bioon.com/article/6786166.html;https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)00276-X
224浏览量
原文链接
相关报告

  • 《Cell Rep Med：揭示特殊抗体保护机体抵御HIV感染背后的分子机制》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2023-10-17
    • 靶向作用HIV-1 Env的中和性抗体如今已经被证明能保护 机体抵御全身性感染。近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports Medicine上题为“HIV-1 neutralizing antibodies provide sterilizing immunity by blocking infection of the first cells”的研究报告中，来自德国波鸿大学等机构的科学家们通过研究发现，HIV抗体或能通过抑制第一个细胞的感染来提供消除性免疫作用（sterilizing immunity）。 研究者Klaus Uberla博士说道，HIV是一种能通过体液传播的病毒，在大多数情况下，其能通过生殖道或直肠的粘膜，并在HIV包膜蛋白的帮助下穿过位于粘膜的免疫系统中的单一细胞，并在这里开始从而促使病毒扩散到整个机体，且会削弱宿主机体的免疫系统。自1981年科学家们首次发现HIV感染以来，该病毒就开始在人群中快速扩散起来了，据联合国艾滋病规划署的数据显示，截至2022年，全球大约有3900万人感染了HIV，目前针对HIV尚无有效的治愈性手段，而且疫苗也并未开发出来，但科学家们在不断研究来开发新型HIV感染的疗法。 20多年以来，我们已经知道了保护机体抵御HIV感染的特殊抗体，其能促使很多HIV病毒变种变得无害，这也就意味着，其能产生一种广泛的中和性效应，但目前研究人员并不清楚这个过程到底是如何发挥作用的，也并不知道抗体会在什么时候阻断病毒在整个宿主机体的传播扩散。当前的研究计划或许就给出了答案，如今研究人员通过联合研究阐明了，HIV抗体能抑制第一批细胞的感染，而且粘膜中抗体的浓度足以能够实现这一目的。 这项研究中，研究人员开发出了一种基于猿猴免疫缺陷病毒（SIV）的挑战性病毒，这些病毒仅会利用HIV的包膜蛋白来穿透第一个细胞，随后其会进行切换且仅利用SIV的包膜蛋白，在基于动物实验的研究中，研究人员将这些挑战性病毒暴露于选定的HIV抗体中；这些被选择的抗体只会与HIV上的包膜蛋白进行结合，但并不与来自SIV的包膜蛋白结合，在动物实验中，HIV抗体就能通过直肠的粘膜来阻断病毒的感染，而且在粘膜中存在足够的抗体，其能在粘膜中阻断第一个细胞发生HIV感染。 这种消除性免疫（完全能提供保护抵御感染）对于HIV而言尤为重要，其能确保受感染的细胞最初不会形成病毒蛋白，即使其携带有病毒的基因组，数年后，当机体的抗体水平下降时，这些潜伏的感染细胞就会重新激活病毒仍然引起感染。最后，研究者表示，这项研究中所使用的抗体目前仍然处于临床开发阶段，但在获批后，其就能作为一种非常有希望的方法来保护个体抵御HIV的感染。 原始出处： Viktoria Stab，Christiane Stahl-Hennig，Armin Ensser, et al. HIV-1 neutralizing antibodies provide sterilizing immunity by blocking infection of the first cells, Cell Reports Medicine (2023). DOI:10.1016/j.xcrm.2023.101201
    181浏览量
    原文链接

  • 《Science：揭示超强效的合成纳米抗体中和新冠病毒机制》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-11-20
    • 在过去的20年里，有三种人畜共患的β冠状病毒进入人类群体，引起严重的呼吸道症状，死亡率很高。COVID-19大流行是由SARS-CoV-2引起的，SARS-CoV-2是这三种冠状病毒中最容易传播的一种。到目前为止，还没有针对任何冠状病毒的预防治疗方法获得批准，而且针对SARS-CoV-2的有效和广泛可用的疫苗的上市时间表仍然不确定。因此，开发新的治疗和预防方法仍然是至关重要的。 冠状病毒的病毒颗粒被含有负责病毒进入宿主细胞的同源三聚体跨膜糖蛋白---刺突蛋白（S蛋白）---的膜包围。S蛋白的表面暴露部分由两个结构域---S1和S2---组成。S1结合宿主细胞受体血管紧张素转化酶2（ACE2），而S2催化病毒和宿主细胞膜的融合。 包含在S1内的是受体结合结构域（RBD）和N末端结构域（NTD），其中RBD直接与ACE2结合。RBD通过一个柔远的区域连接到S蛋白的主体，并且可以以一种不可访问的向下构象（down-state）或一种可访问的向上构象（up-state）。与ACE2结合需要RBD处于向上构象，并使得它可被宿主蛋白酶裂解，从而触发病毒进入宿主细胞所需的S2构象变化。在SARS-CoV-2病毒颗粒中，S蛋白在一种活跃的开放构象（至少有一个RBD处于向上构象）与一种非活跃的封闭构象（所有三个RBD处于向下构象）之间进行交换。 在一项新的研究中，来自美国加州大学旧金山分校等研究机构的研究人员通过筛选酵母表面展示文库（含有大于2×109种合成纳米抗体序列）中与S蛋白胞外结构结构域（ectodomain）结合的纳米抗体序列，分离出中和SARS-CoV-2的单域抗体（纳米抗体）。 这些作者利用SARS-CoV-2 S蛋白的一种突变形式（SpikeS2P）作为抗原。SpikeS2P缺乏S1和S2结构域之间的两个蛋白分解裂解位点之一，并引入两个突变和一个三聚化结构域（trimerization domain）来稳定S蛋白的融合前构象。他们用生物素或用荧光染料标记SpikeS2P，并通过多轮筛选---先是通过磁珠结合随后通过荧光活化细胞分选---来选择展示纳米体的酵母（图1A）。相关研究结果近期发表在Science期刊上，论文标题为“An ultrapotent synthetic nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by stabilizing inactive Spike ”。 三轮筛选产生了21个独特的结合SpikeS2P的纳米抗体，而且ACE2胞外结构域（ACE2-Fc）的二聚体构造体可降低这种结合。这些纳米抗体分为两类。第I类纳米抗体结合RBD并直接与ACE2-Fc竞争（图1B）。这一类的典型例子是纳米抗体Nb6，它可与SpikeS2P和RBD单独结合时，结合常数KD分别为210nM和41nM（图1C）。第II类纳米抗体，以纳米抗体Nb3为例，它结合SpikeS2P (KD=61nM)，但不显示与RBD单独结合。在存在过量ACE2-Fc的情况下，Nb6和其他I类纳米抗体的结合完全被阻断，而Nb3和其他II类纳米抗体的结合则适度下降（图1B）。这些结果表明，I类纳米抗体以RBD为靶点阻断ACE2结合，而II类纳米抗体以其他表位为靶点。事实上，表面等离子共振（SPR）实验表明I类和II类纳米抗体可以同时结合SpikeS2P（图1D）。 与SpikeS2P相比，I类纳米体与分离的RBD的结合呈现出一致更快的结合速率常数(ka)，这表明RBD可访问性影响了KD。接下来，这些作者测试了I类和II类纳米抗体抑制荧光标记的SpikeS2P与表达ACE2的HEK293细胞结合的效率（图1E）。I类纳米抗体Nb6和Nb11作为两个最有效的克隆出现，IC50值分别为370和540nM。II类纳米抗体在该试验中几乎没有表现出活性。他们优先选择了两种I类纳米抗体：Nb6和Nb11，它们强劲地结合SpikeS2P，与SpikeS2P或RBD结合之间的ka差异相对较小。对于II类纳米抗体，他们优先考虑Nb3，这是基于它在纯化过程中较高的相对产量。 阻止SARS-CoV-2进入宿主细胞的策略旨在阻断ACE2-RBD的相互作用。虽然高亲和力的单克隆抗体作为潜在的治疗方法处于领先地位，但是它们通过哺乳动物细胞表达产生的成本很高，并且需要由医疗保健专业人员进行静脉注射。预防性使用需要大剂量，这是因为只有一小部分抗体能穿过气道内的上皮细胞层。相比之下，纳米抗体可以廉价地在细菌或酵母中产生。纳米抗体固有的稳定性使得它们能够直接气雾化递送到鼻腔和肺部上皮。事实上，靶向呼吸道合胞病毒的三聚体纳米抗体（ALX-0171）的气溶胶递送最近被证明可以有效地降低住院婴儿的可测量病毒载量。最后，骆驼衍生纳米抗体的潜在免疫原性可以通过既定的人源化策略来降低。 纳米抗体多聚体化已被证明可以通过亲合力（avidity）来提高靶标亲和力（affinity）。针对Nb6和mNb6而言，结构指导设计的多聚体构造体同时结合S蛋白的所有三个RBD，可导致它们的效力显著提高。此外，鉴于RBDs必须处于向上构象才能与ACE2结合，因此对RBD可访问性的构象控制可作为一种附加的中和机制发挥作用。事实上，当mNb6三聚体（mNb6-tri）与S蛋白结合时，它通过直接封闭结合位点和将RBD锁定在非活性构象来阻止ACE2结合。 II类中和纳米抗体展示了一种破坏S蛋白功能的潜在新机制。在预防或治疗性鸡尾酒中配对使用I类和II类纳米抗体可能强效地中和和阻止SARS-CoV-2的逃逸变体。因此，这些作者发筛选出的抗S蛋白纳米抗体的组合稳定性、有效性和多样化的表位参结合为为限制COVID-19大流行造成的持续死亡提供了一种独特的潜在预防和治疗策略。
    317浏览量
    原文链接