一种新型的抗PcrV单克隆抗体能够抑制毒素介导的细胞毒性，并提高铜绿假单胞菌感染小鼠模型的存活率

《Human Vaccines & Immunotherapeutics》：A novel anti-PcrV monoclonal antibody inhibits toxin-mediated cytotoxicity and enhances survival in mouse models of Pseudomonas aeruginosa infection

本研究开发了靶向铜绿假单胞菌PcrV蛋白的单克隆抗体10H6，证实其通过抑制ExoU分泌和干扰生物膜形成，显著改善急性肺炎和慢性皮肤伤口感染的疗效，并在小鼠模型中表现出100%的生存保护率。

　　在医院环境中，由铜绿假单胞菌（*Pseudomonas aeruginosa*，简称PA）引起的感染仍然是一个严重威胁。这种细菌因其天然和获得性抗生素耐药性机制而成为公共卫生领域的一个重要挑战，特别是对于免疫力较弱的患者群体。为了应对这一问题，科学家们正在积极寻找新的治疗策略，而单克隆抗体（mAb）疗法因其高度特异性以及显著降低耐药性发展的可能性，被认为是一种有前景的解决方案。本研究中，我们开发了一种新型的单克隆抗体10H6，它能够识别PA中类型III分泌系统（T3SS）的关键组成部分——结构蛋白PcrV的一个新线性表位PcrV_94–111（Leu94–Glu111）。通过一系列实验，我们发现10H6在预防和治疗急性PA肺炎模型中均表现出显著的保护作用，并且在体外实验中能够有效抑制生物膜的形成，同时在慢性PA皮肤伤口感染模型中也显示出强大的保护效果。这些发现为开发针对PA感染的治疗性抗体提供了有力的依据。

铜绿假单胞菌作为一类常见的病原体，能够引起多种严重感染，包括呼吸道感染和与伤口相关的并发症。由于其广泛的抗生素耐药性，传统的治疗手段常常面临挑战，这促使研究人员探索替代性的治疗策略。其中，针对细菌毒力因子的单克隆抗体疗法因其高特异性和较低的耐药风险，成为近年来研究的重点。PcrV作为T3SS的核心结构蛋白，参与了细菌毒力因子的组装和传递，因此成为免疫治疗的重要靶点。此前的研究已经表明，通过DNA疫苗或mRNA疫苗诱导的免疫应答可以有效预防PA引起的急性肺炎，并显著减少肺部炎症。此外，一种基于纳米颗粒的PcrV疫苗也被开发出来，能够在小鼠模型中诱导快速的血清转化并提供长期的保护作用。

尽管已有多个针对PA的单克隆抗体被开发，但其在临床中的应用仍面临一定障碍。例如，一项针对PA和炭疽芽孢杆菌毒素的双特异性单克隆抗体MEDI3902在临床二期试验中被终止，这表明尽管抗体疗法在实验室研究中表现出色，但在实际应用中仍需进一步优化。此外，由于抗体的免疫原性，可能导致宿主产生抗药物抗体，从而影响治疗效果或引发不良反应。因此，开发适用于人类的抗体疗法需要考虑多个因素，包括人源化改造、药物动力学研究以及不同患者群体中的剂量优化。

在本研究中，我们通过杂交瘤技术成功筛选出八种针对PcrV的单克隆抗体，并进一步确定了其中的10H6在多种细胞模型中展现出最强的中和活性。10H6能够显著抑制PA103引起的细胞毒性，并在兔子红细胞裂解实验中表现出剂量依赖性的抑制效果。进一步的Western blot分析表明，10H6能够浓度依赖性地阻断ExoU毒素的分泌，而在所有测试条件下，同源对照抗体没有显示出类似的效应。此外，通过生物层干涉（BLI）技术，我们测定了10H6与PcrV之间的结合动力学，发现其解离常数（KD）为1.78×10^?9 M，表明其具有非常高的结合亲和力。结合肽ELISA和分子对接分析，我们确认了10H6识别的表位为PcrV的94至111位氨基酸残基（LREFLVSAYFSLHGRLDE），并且这一表位在多种PA菌株中高度保守，表明其具有广泛的适用性。

为了验证10H6在体内的治疗效果，我们使用了两种不同的小鼠感染模型：一种是急性肺炎模型，另一种是慢性皮肤伤口感染模型。在急性肺炎模型中，10H6在预防性实验中表现出显著的保护作用，能够提高小鼠的存活率并减少肺部细菌负荷。而在治疗性实验中，10H6在感染后1小时内给予，同样能够显著提高存活率，并有效减轻炎症反应。此外，在慢性皮肤伤口感染模型中，10H6通过静脉注射方式给予，能够促进伤口愈合、减少伤口面积，并显著降低细菌在伤口组织、脾脏、肺部和肝脏中的定植水平。同时，10H6还能够降低IL-1β和TNF-α等促炎性细胞因子的水平，从而减轻组织损伤。

生物膜的形成是PA感染的一个重要特征，它不仅增加了抗生素的耐药性，还使细菌能够在宿主体内长期存活。因此，针对生物膜的抑制具有重要意义。通过体外实验，我们发现10H6能够有效抑制PAO1的生物膜形成，并且其作用效果在7天的培养周期中尤为明显。这表明10H6可能通过干扰生物膜早期形成的机制，从而降低其在宿主体内的稳定性和致病性。这些结果进一步支持了将10H6作为治疗性抗体的潜力。

本研究的发现不仅为开发新的抗PA抗体药物提供了理论依据，也为未来针对耐药性细菌的免疫疗法提供了新的方向。尽管目前的实验主要基于小鼠模型，但10H6的高亲和力和广谱保护作用表明其可能具有在人类临床应用的潜力。然而，为了克服潜在的免疫原性问题，进一步的人源化改造和药代动力学研究是必要的。此外，还需要在不同的患者群体中进行剂量优化，以确保其在各种临床场景下的安全性和有效性。

总的来说，本研究展示了单克隆抗体10H6在对抗铜绿假单胞菌感染中的巨大潜力。它不仅能够有效抑制细菌的毒力因子分泌，还能干扰生物膜的形成，从而为治疗急性或慢性PA感染提供了新的工具。随着进一步的临床前研究和人体试验的推进，10H6有望成为一种有效的治疗手段，特别是在对抗耐药性PA感染方面。未来的研究需要继续探索其在不同感染类型和宿主环境中的应用，以及如何优化其治疗效果和安全性，以满足临床需求。