《eLife:新型广泛中和抗体联合使用有望阻止HIV病毒逃逸和反弹》

  • 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:2022-07-26
  • 在一项新的研究中,来自德国马克斯-普朗克动力学与自组织研究所、科隆大学和美国华盛顿大学的研究人员发现精心设计的广泛中和抗体(bNAb)混合物可能能够帮助治疗HIV感染,同时将这种病毒逃避治疗的风险降到最低。相关研究结果于2022年7月19日在线发表在eLife期刊上,论文标题为“Design of an optimal combination therapy with broadly neutralizing antibodies to suppress HIV-1”。

    这项新研究显示,根据病毒遗传学选择bNAb组合的计算方法可能有助于防止病毒逃逸,使HIV治疗更加有效。它还可能为设计有效的bNAs组合以治疗其他快速演变的病原体提供了一种策略。

    bNAb为治疗或可能治愈诸如HIV之类的快速演变的病毒感染提供了一种有希望的新工具。使用单一bNAb治疗HIV感染的临床试验表明,一些HIV毒株可能在治疗中存活,并导致血液中的病毒反弹。因此,bNAb组合使用可能是一种更有效的方法,但找到最佳组合是一个挑战。

    论文第一作者、马克斯-普朗克动力学与自组织研究所研究员Colin LaMont说,“在我们的研究中,我们提出使用一种计算方法来预测基于HIV遗传学的bNAb组合的有效性。”

    LaMont及其同事们使用高通量测序技术分析了10年来从11名未经治疗的HIV患者身上收集的HIV病毒的遗传学特征。他们利用这些数据预测哪些HIV毒株可能能够逃避不同bNAb的治疗,以及逃避bNAb治疗是否与生存成本有关。接下来,利用计算方法,他们将获得的知识用于预测三项真实的bNAb临床试验中的病毒反弹。

    最后,这些作者利用他们的计算方法找到了最不可能让任何病毒逃避的bNAb组合。他们还发现,一些bNAb(比如10-1074)能更好地对抗不同的病毒群体,因为允许病毒逃逸的突变也使这种病毒不太可能生存。其他的bNAb(包括PGT121)对不那么多样化的病毒群体更有效,因为能够让病毒逃逸的突变很罕见。总的来说,这些研究结果表明,最佳组合包括三种bNAb:PG9、PGT151和VRC01。

    LaMont说,“我们发现PG9、PGT151和VRC01的组合使用将病毒反弹的机会减少到1%以下。这种组合使用通过靶向病毒保护性外包装---也称为包膜---的三个不同区域做到这一点。”

    论文通讯作者、华盛顿大学物理系助理教授Armita Nourmohammad建议说,“将每隔几个月通过静脉注射给送的bNAb与目前需要每日服用的抗逆转录病毒疗法(ART)相结合,可能进一步提高对HIV的长期治疗效果。”

    ART降低了HIV增殖和产生新变体的能力,限制了HIV病毒群体的遗传多样性,降低了它们出现bNAb逃逸变体的可能性。这些作者说,需要更多的研究来验证ART和bNAb相结合的潜在好处。

    Nourmohammad总结道,“我们的研究表明,利用遗传数据可能有助于我们设计更有效的HIV疗法。我们的方法也可能有助于设计针对其他快速演变的致病因子的疗法,如丙型肝炎病毒(HCV)、耐药细菌或癌性肿瘤细胞。”

    参考资料:

    Colin LaMont et al. Design of an optimal combination therapy with broadly neutralizing antibodies to suppress HIV-1. eLife, 2022, doi:10.7554/eLife.76004.

  • 原文来源:https://news.bioon.com/article/a10ee3284818.html
相关报告
  • 《台湾联合生物新抗体抑制HIV病毒长达4个月》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:huangcui
    • 发布时间:2019-04-25
    • 在过去的几十年里,随着科学的进步,艾滋病已从一种致死性疾病转变为一种可控的慢性疾病。目前,患者可以服用数十种药物的不同组合,来控制HIV病毒水平,阻止其破坏免疫系统并导致更严重、通常是致命的后果。然而,控制HIV需要每天保持警惕,错过服药可能会使病毒有机会对药物产生耐药性,从而导致耐药HIV病毒株的大量复制。 近日,《新英格兰医学》(NEJM)杂志上发表的一项研究显示,一种新的抗体药物已经显示出治疗HIV感染的潜力:在一项II期开放标签研究中,接受抗逆转录病毒疗法(ART)实现病毒学抑制的HIV感染者,停药后定期注射单抗药物UB-421,已经将HIV病毒水平抑制了长达4个月。该研究中,UB-421具有良好的安全性,并且不会诱导对抗体耐药的HIV毒株的产生。 这项II期研究在台湾开展,其中的这款抗体药物UB-421由台湾联合生物制药股份有限公司(简称联生药,UBP)研制,研究由UBP领导并得到了美国国家过敏和传染病研究所(NIAID)的部分支持。 该研究是一项非随机、开放标签、II期研究,共入组了29例接受稳定的ART方案实现病毒学抑制的HIV感染者,研究中患者进入2个队列,在停止ART治疗后,接受每周一次10mg/kg剂量UB-421治疗(队列1,14例)或每2周一次25mg/kg剂量UB-421治疗(队列2,15例),所有患者均接受8次注射治疗,主要终点是发生病毒学反弹(≥400拷贝/毫升)的时间。UB-421治疗结束后所有患者恢复ART疗法。 结果显示,除了1例患者因轻微皮疹而停止研究之外,整个治疗期间2个队列患者在不服用ART疗法的情况下均保持了病毒学抑制(血浆HIV RNA水平<20拷贝/毫升),该数据表明UB-421定期注射(剂量和频率)能够有效地控制HIV病毒的进一步复制和传播。 用抗体干预HIV复制是一个很有潜力的治疗途径。之前的一些研究显示,输注靶向HIV本身蛋白的广泛中和性抗体(bNAb)能够将HIV病毒抑制2周左右,但HIV病毒的快速突变率会诱导抗体耐药株的出现,从而使治疗无效。UB-421是一种“病毒侵入抑制剂”,通过阻断T细胞上HIV感染的受体分子,可避免对抗体产生耐药。事实上,在这项II期研究中,没有发现对UB-421的耐药性。 对该项研究数据的进一步分析表明,延长病毒学抑制可能是可行的。UB-421不仅能阻止HIV感染新的细胞,而且似乎还能改变患者的免疫细胞,使它们能够更好地抵御病毒:患者血液中CD4 T细胞计数不仅维持稳定,而且CD4抑制性调节T细胞(Treg)数量显着可逆性地降低约50%,CD8 T细胞显着增加,显示UB-421具有免疫调节功能。这个意外的发现,加强了UB-421开发多种临床适应症的潜力,包括功能性治愈HIV感染。 UBP公司首席科学官、董事长Chang-Yi Wang表示,“我们现在已经能够使用这种抗体来维持持久的病毒学抑制,采用单一制剂代替鸡尾酒疗法。这种持久的病毒学抑制是前所未有的,有望为易耐药HIV感染的患者提供一系列潜在的新治疗方案。” UB-421是一种人源化、Fc去醣基化的IgG1单体,靶向T细胞表面分子CD4受体结构域1(domain 1),这是HIV识别、结合以感染宿主细胞的部位。实验数据显示,该单抗是以竞争性抑制方式阻断HIV进入感染宿主细胞,对T细胞上CD4的亲和力高达5.6 x 10-11 M,约百倍于HIV对CD4的亲和力。UB-421临床I期试验显示,在从未接受任何药物治疗(na?ve)的HIV感染者中,5-25mg/Kg单次给予UB-421可以降低患者体内HIV病毒量平均最高达1.6 log10。临床IIa期试验显示,重复给予UB-421(10和25mg/Kg)可以降低患体内病毒平均最高达2.7 log10。 临床II期试验证明重复给予UB-421(10mg/Kg和25mg/Kg)可维持已稳定接受ART、血液中HIV含量受到稳定控制的HIV感染者在停止ART后,仍维持检测不到的HIV含量,即患者血液中HIV含量没有因停止ART而出现病毒量反弹(viral rebound)。临床II期试验同时还发现,UB-421具有免疫调节作用,可使抑制性调节T细胞(Tregs)数量降低50%,以及使前病毒(proviral)DNA含量减少的作用。
  • 《Science:美洲驼纳米抗体有望成为对抗新冠病毒的强大武器》

    • 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:2020-11-11
    • 在一项新的研究中,来自美国匹兹堡大学的研究人员描述了一种从美洲驼(llama)身上提取小型的但极其强大的SARS-CoV-2抗体片段的新方法,这种抗体片段可以被制成可吸入的治疗剂,具有预防和治疗COVID-19的潜力。相关研究结果于2020年11月5日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2”。 这些特殊的称为“纳米抗体(nanobody)”的美洲驼抗体比人类抗体小得多,在中和SARS-CoV-2病毒方面的效果要好很多倍。它们也更稳定。 论文共同通讯作者、匹兹堡大学细胞生物学助理教授Yi Shi博士说,“大自然是我们最好的发明家。我们开发的技术以前所未有的规模调查中和SARS-CoV-2的纳米抗体,这使得我们能够迅速发现数千种具有无与伦比的亲和力和特异性的纳米抗体。” 为了产生这些纳米抗体,Shi求助于一只名叫Wally的黑色美洲驼---它与Shi的黑色拉布拉多犬很相似,因此也与后者的绰号相同。 Shi和同事们利用SARS-CoV-2刺突蛋白的一种片段对美洲驼进行免疫,大约两个月后,这种动物的免疫系统产生了针对这种病毒的成熟纳米抗体。 利用过去三年来Shi一直在完善的一种基于质谱的技术,论文第一作者、Shi实验室研究助理Yufei Xiang鉴定出Wally血液中与SARS-CoV-2结合最强的纳米抗体。 随后,在匹兹堡大学疫苗研究中心(CVR)的帮助下,这些研究人员将他们的纳米抗体暴露在活的SARS-CoV-2病毒中,发现仅一纳克的一小部分的纳米抗体就能够中和足够多的病毒,从而让100万个细胞免受感染。 这些纳米抗体代表了抵抗SARS-CoV-2感染的最有效的治疗性候选抗体,比通过同样的几十年来用于筛选人类单克隆抗体的噬菌体展示方法发现的其他美洲驼纳米抗体要有效数百到数千倍。 Shi及其同事们发现的纳米抗体可以在室温下放置六周,并可以被制成可吸入的雾状物质,从而将这些抗病毒药物直接地送到最需要它们的肺部中。鉴于SARS-CoV-2是一种呼吸道病毒,这些纳米抗体可以在呼吸系统中找到并结合它,甚至在它有机会造成损害之前。 相比之下,传统的SARS-CoV-2抗体需要进行静脉注射,这将使得所注射的抗体稀释到全身,因此需要更大的剂量,并且每个治疗过程中患者和保险公司需要花费约10万美元。 Shi说,“纳米抗体的成本可能会低得多。它们是解决当前危机的紧迫性和严重性的理想选择。” 通过与匹兹堡大学的Cheng Zhang博士和以色列耶路撒冷希伯来大学的Dina Schneidman-Duhovny博士合作,Shi团队发现发现他们的纳米抗体使用多种机制来阻止SARS-CoV-2感染。这使得纳米抗体适合于生物工程。比如,结合到SARS-CoV-2病毒不同区域的纳米抗体可以连接在一起,就像一把瑞士军刀那样,即便这种病毒的一部分发生突变并变得耐药,也无法逃脱它们的杀戮。 论文共同作者、匹兹堡大学疫苗研究中心主任Paul Duprex博士说,“作为一名病毒学家,看到如何利用美洲驼抗体产生的奇特性,构建出一种抵抗SARS-CoV-2临床分离株的有效纳米武器,真是不可思议。”