中科院微生物所研發(fā)獲得寨卡病毒人源治療性抗體

本刊訊 中國(guó)科學(xué)院微生物研究所微生物生理與代謝工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)景華研究員與病原微生物與免疫學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室高福院士（兩人均為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)博導(dǎo)）合作，在研發(fā)寨卡病毒治療性抗體方面取得重要進(jìn)展，率先找到高效、特異性人源寨卡病毒（zika virus， ZIKV）治療性抗體及其機(jī)制，該抗體在小鼠模型上能有效治療ZIKV感染，有望成為治療其感染的候選藥物。該成果于2016年12月14日在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物Science Translational Medicine上發(fā)表。

隨著研究的深入，ZIKV的危害逐漸被揭示，從最初的發(fā)燒、皮疹等輕微癥狀，到引起新生兒小頭癥和格林-巴利綜合征等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。最近高福院士團(tuán)隊(duì)與Michael Diamond教授團(tuán)隊(duì)獨(dú)立研究均揭示，ZIKV在小鼠模型中引起睪丸損傷并最終導(dǎo)致雄性不育。截至目前還沒(méi)有ZIKV疫苗及藥物上市。

ZIKV表面含有E蛋白（Envelope），含有三個(gè)不同的結(jié)構(gòu)域（DI, DII和DIII）是負(fù)責(zé)受體識(shí)別與膜融合的重要蛋白，含有產(chǎn)生中和抗體的重要表位。研究團(tuán)隊(duì)從一例南美輸入病例入手，采集其康復(fù)后的血液并分離PBMCs，然后以ZIKV E蛋白為誘餌從PBMCs中分選到33個(gè)結(jié)合E蛋白的記憶性B細(xì)胞，并且鑒定出其中14個(gè)B細(xì)胞的抗體序列。表達(dá)、純化這些抗體后，進(jìn)行一系列的功能驗(yàn)證。首先，ELISA、SPR實(shí)驗(yàn)證明有13株抗體結(jié)合E蛋白，親和力相差較大(KD=10-6～10-11M)；競(jìng)爭(zhēng)實(shí)驗(yàn)表明13株抗體結(jié)合在E蛋白的至少5個(gè)不同表位。其次，細(xì)胞水平的體外中和實(shí)驗(yàn)表明，結(jié)合其中3個(gè)表位的抗體具有高中和活性（IC50=0.17～1.87μg/ml）；動(dòng)物水平（小鼠感染模型）的體內(nèi)功能檢測(cè)發(fā)現(xiàn)三個(gè)不同表位的高中和活性抗體（Z20,Z3L1和Z23）分別可以完全保護(hù)小鼠。最后，利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段，闡明三株保護(hù)性抗體與E蛋白的結(jié)合模式并揭示其作用機(jī)制。其中，Z20同時(shí)結(jié)合E蛋白二聚體中相鄰E蛋白的DII，Z3L1主要結(jié)合E蛋白二聚體中一個(gè)E蛋白的DI以及DI與DII的連接區(qū)域，Z23主要結(jié)合DIII，同時(shí)插入到相鄰兩個(gè)E蛋白二聚體的溝槽中。三株抗體通過(guò)結(jié)合E蛋白的不同結(jié)構(gòu)域影響膜融合過(guò)程中E蛋白構(gòu)象變化從而影響病毒感染，同時(shí)Z23也有可能阻斷ZIKV與受體的結(jié)合進(jìn)而阻止ZIKV感染。其中，兩株抗體(Z3L1和Z23)特異性阻斷ZIKV感染，對(duì)于登革熱等黃病毒沒(méi)有交叉反應(yīng)，有望進(jìn)一步開(kāi)發(fā)成藥物，相關(guān)臨床前研究正在進(jìn)行并獲得專利保護(hù)，為人類防治ZIKV提供了重要的抗體藥物支撐。

附圖：寨卡病人篩選中和抗體及功能驗(yàn)證流程圖

抗原特異性免疫球蛋白及單克隆抗體在新生突發(fā)傳染病應(yīng)急治療中起著重要作用。SARS、H5N1等康復(fù)病人血清可以有效治療重癥患者。然而這種血清依賴于康復(fù)者數(shù)量，限制其大規(guī)模使用。本研究建立的B細(xì)胞單細(xì)胞測(cè)序技術(shù)能夠從康復(fù)者中快速分離鑒定出抗原特異的中和抗體，并在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到規(guī)模化生產(chǎn)，提供大量的有效的應(yīng)急抗體。同時(shí)通過(guò)對(duì)感染病人中和抗體產(chǎn)生機(jī)制及表位的確立，進(jìn)一步指導(dǎo)疫苗的設(shè)計(jì)和研發(fā)。這一技術(shù)平臺(tái)的建立對(duì)于我國(guó)應(yīng)對(duì)新生突發(fā)傳染病的暴發(fā)、保障國(guó)民健康及社會(huì)穩(wěn)定具有重要意義。

此項(xiàng)研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFC1200300）以及寨卡疫情防控科技攻關(guān)應(yīng)急專項(xiàng)的支持。