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。”
