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新人类抗体跨物种和地域中和蛇神经毒素
【字体: 大 中 小 】 时间:2023年02月27日 来源:AAAS
根据世界卫生组织的数据,每年有540万人被蛇咬伤,其中大约一半人被注射了毒液。死亡人数在8.1万至13.8万之间,而截肢和其他永久性残疾的人数大约是这个数字的三倍。由于它们的大小,儿童往往遭受最严重的影响。128年来,我们治疗蛇咬伤的主要方法是使用从免疫动物血液中提取的多克隆抗体的混合物。虽然它们被证明有效,但这些药物可能会引起不良反应,有时可能很严重。因此,寻找治疗严重蛇咬伤的新方法仍在继续。
最近,由DTU领导的一个国际科学家团队取得了显著的成果,并开发了一种新的现代化原型治疗方法,证明对非洲和亚洲的毒蛇(如一些眼镜蛇、曼巴蛇和金环蛇)的毒液有效,其中许多是世界上最致命的蛇。
“我们之前已经开发出针对单一蛇类毒液的抗体;然而,我们的新结果表明,我们的技术在中和来自多种物种,甚至来自不同大陆的毒素方面具有巨大潜力。这种扩大的交叉中和能力是很有前途的。它可以为将来更有效地治疗蛇咬伤受害者提供基础,”DTU生物工程教授Andreas Hougaard Laustsen-Kiel说。
他与DTU、苏黎世联邦理工学院、哥斯达黎加大学以及工业合作伙伴Sophion Bioscience和IONTAS的同事进行了这项研究。他们的研究发表在《Nature Communications》杂志上。
新的抗体可以对抗几种神经毒素
从本质上讲,他们的方法是开发完全来自人类的抗体,这种抗体的不良反应更少,成本更有竞争力,经过微调后,疗效更好。他们使用噬菌体展示技术(一种在药物发现中流行的体外方法)来选择与毒液中的毒素结合良好的抗体,从而实现广泛的中和。
“在过去的30年里,重组抗体技术发生了一场革命。抗体噬菌体显示的发明者约翰·麦卡弗蒂说:“我很高兴参与这些将噬菌体显示技术用于蛇咬伤的疫病的工作。”他创立了IONTAS,最近又在剑桥大学成立了一个新的抗蛇毒研究小组。
研究人员特意选择了数百种候选抗体,并测试了不同蛇毒中最有希望对抗毒素的抗体,他们发现其中一种抗体(2554_01_D11)特别有效,而且具有广泛的中和性。它与单目眼镜蛇、森林眼镜蛇、黑曼巴蛇和多带状金环蛇等蛇毒毒液中的各种神经毒素结合在一起。
随后的体内研究表明,这种抗体可以防止或延迟毒液的死亡。特别是对于单目眼镜蛇,这种抗体完全防止了被毒化的小鼠的致命。
“鉴于眼镜蛇毒液中和的积极结果,我们模拟了一个真实的救援情况,给鼠注射眼镜蛇毒液,然后注射抗体,”哥斯达黎加大学克洛多米罗·皮卡多研究所名誉教授José María Gutiérrez说:“果然,当抗体被包裹后迅速注射时,能够防止死亡。”
虽然抗体不能防止黑曼巴毒液的死亡,但存活时间延长了几个小时,这表明抗体提供了部分中和毒液。
“这些都是显著的结果,”Andreas Hougaard Laustsen-Kiel说:
“我们使用的抗体可以对抗来自世界各地不同蛇类的不同神经毒素。这些毒素远非完全相同,但在结构上有一些至关重要的相似之处。显然,这些足以让我们的抗体显示出广泛的交叉反应。我们还没有确定这种抗体能中和的范围。尽管如此,我们还是想看看它是否对蓝色金环蛇、带状金环蛇和埃及眼镜蛇的神经毒素显示出同样的前景。”
研究人员预计,2554_01_D11等抗体将有助于设计未来的包围疗法。然而,与此同时,他们强调,他们的发现管道可能有助于开发其他广泛中和抗体,对抗来自其他动物、细菌、病毒和寄
Discovery and optimization of a broadly-neutralizing human monoclonal antibody against long-chain α-neurotoxins from snakes