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《双特异性抗体靶向猴痘病毒 A29 和 B6 显示出抗猴痘病毒感染的疗效》一文,设计了两种针对猴痘病毒(MPXV)的双特异性抗体(bsAbs)。体外和体内实验表明,bsAbs 对三种痘苗病毒株有完全保护作用,bsAb 9F8 - 7C9 抗病毒活性最强,且在恒河猴体内半衰期长,为抗 MPXV 药物研发提供重要思路。
### 猴痘病毒疫情现状与研究背景
猴痘病毒(MPXV)引发的猴痘是一种病毒性人畜共患病。自 2022 年起,非流行国家出现猴痘病例,截至 2024 年 12 月 19 日,全球 127 个国家和地区已有超 11.7 万例感染和 263 例死亡,且病例和死亡人数持续上升。MPXV 属于正痘病毒属,有细胞外被膜病毒(EEV)和细胞内成熟病毒(IMV)两种感染形式 。EEV 通过胞吐释放,IMV 经宿主细胞裂解排出,二者在病毒传播中发挥不同作用。
目前,针对猴痘尚无特效治疗药物,临床主要是对症支持治疗及预防二次细菌感染。中和抗体在多种病毒感染防治中有效,但单克隆抗体治疗易出现耐药和免疫逃逸。双特异性抗体(bsAbs)能同时结合两个不同抗原表位,可提高抗体中和效力、减少免疫逃逸,在癌症免疫治疗和病原体预防中应用渐广,但针对猴痘的 bsAbs 研究较少。
双特异性抗体的设计与构建
研究人员基于前期开发的针对 MPXV A29、B6 和 M1R 的高效抗病毒单克隆抗体,设计了两种对称形式的 IgG - ScFv 双特异性抗体。bsAb 9F8 - 3A1(文中为 bsAb A9F8 - A3A1)靶向 MPXV 蛋白 A29 的两个非竞争性结合表位,bsAb 9F8 - 7C9(文中为 bsAb A9F8 - B7C9)则靶向 A29 和 B6 的不同抗原结合表位。同时构建了人源化单克隆抗体 A3A1、B7C9 和 A9F8 作对照。
这些抗体在 293F 表达系统中表达并纯化。酶联免疫吸附试验(ELISA)初步检测显示,bsAb A9F8 - B7C9 - 1 和 bsAb A9F8 - B7C9 - 2 与 A29 结合能力强,EC50小于 50 ng/mL,且与 B6 有交叉结合能力;bsAb A9F8 - A3A1 仅与 A29 有强结合,EC50为 71.484 ng/mL 。表面等离子共振(SPR)进一步证实,bsAb A9F8 - B7C9 对 A29 和 B6 的亲和力与单克隆抗体相当,但因其能同时结合两个不同抗原表位,可能提供更广泛的保护作用。
双特异性抗体的体外抗病毒活性研究
研究发现,抗 A29 单克隆抗体 A9F8 和 A3A1、抗 B6 单克隆抗体 B7C9 的中和活性均依赖补体。在补体存在时,A9F8 和 A3A1 对 IMV 的中和活性显著增强,IC50分别为 7032 ng/mL 和 15552 ng/mL ,但二者对 EEV 均无中和活性。B7C9 对 EEV 的中和也需补体介导。
进一步对痘苗病毒天坛株(VACV Tiantan)、痘苗病毒西部保留株(VACV WR)和 MPXV 混合病毒进行中和试验,结果显示,bsAb A9F8 - B7C9 对 VACV Tiantan 和 VACV WR 的中和效力强劲,IC50分别为 4417 ng/mL 和 5145 ng/mL ,优于 bsAb A9F8 - A3A1。针对 MPXV 的体外中和试验中,bsAb A9F8 - B7C9 的 IC50为 38.27 ng/mL,同样表现最佳。
免疫荧光实验直接评估抗体体外中和活性,将抗体与标记绿色荧光蛋白的 VACV(Tiantan)共孵育后感染细胞,结果显示,bsAbs A9F8 - B7C9 和 A9F8 - A3A1 处理组的病毒数量低于单克隆抗体组,其中 A9F8 - B7C9 效果最显著。而先感染病毒再加入抗体的实验中,各抗体组与阴性对照组无显著差异,表明病毒进入细胞后抗体难以发挥作用。
双特异性抗体的体内抗病毒活性及保护效果研究
为评估 bsAbs 体内保护效果,研究人员构建了感染正痘病毒的小鼠模型,用 VACV(Tiantan)、VACV WR 和 MPXV 经鼻感染小鼠,感染 1 天后腹腔注射抗体(5 mg/kg),并监测小鼠体重和健康状况 10 - 14 天。
感染 VACV Tiantan 后,bsAb A9F8 - B7C9 处理组小鼠体重恢复快且无死亡,完全得到保护;感染 VACV WR 和 MPXV 时,所有组小鼠体重均有明显下降,但 A9F8 - B7C9 处理组恢复最快、增重最多,且该组在这两种病毒感染下均无死亡。肺部病毒滴度检测显示,感染 VACV Tiantan 后第 4 天,各治疗组肺部病毒滴度均显著低于对照 IgG 组;感染 VACV WR 时,bsAb 组抗病毒效果优于单克隆抗体组,其中 bsAb A9F8 - B7C9 治疗效果最佳;感染 MPXV 时,所有治疗组肺部病毒滴度均明显低于对照 IgG 组,但各 bsAbs 之间滴度降低无显著差异。
肺组织病理分析发现,对照 IgG 组肺组织有肺泡间隔增厚、多灶性出血、免疫细胞聚集等病变;A3A1 和 B7C9 组症状相对较轻;bsAb 组肺损伤最小,无明显病理改变。
研究还对比了 Bis - M1M3、bsAb A9F8 - B7C9 和 bsAb A9F8 - A3A1 对 MPXV 感染的体内疗效。感染 MPXV 后 24 小时腹腔注射抗体,结果显示,所有 bsAbs 处理组小鼠均未死亡,但体重有不同程度下降,其中 bsAb A9F8 - B7C9 和 bsAb A9F8 - A3A1 组体重下降更少、恢复更快,bsAb A9F8 - B7C9 组恢复速度最快,提示其病毒清除能力更强。三组治疗后体内病毒载量均低于对照组,且呈 Bis - M1M3、bsAb A9F8 - A3A1、bsAb A9F8 - B7C9 依次降低的趋势,但差异不显著。
此外,测定了 bsAb A9F8 - A3A1 和 bsAb A9F8 - B7C9 在恒河猴体内的半衰期,分别为 6.319 天和 6.848 天,与对照单克隆抗体相当,这为其后续临床应用提供了重要依据。
研究总结与展望
本研究成功设计并开发了两种针对 MPXV 不同抗原表位的双特异性抗体,体外和体内实验均显示出强大的抗病毒活性,对多种痘苗病毒株感染有良好保护作用,其中 bsAb A9F8 - B7C9 表现最为突出。其在恒河猴体内的较长半衰期也使其成为极具潜力的临床治疗候选药物。
然而,研究也存在一定局限性。目前尚未获得当前流行的 MPXV I 分支毒株,未评估抗体对该毒株的治疗效果;实验采用的对称双抗体形式未与其他形式如不对称或片段形式进行比较;中和实验中混合病毒的 EEV 和 IMV 比例未精确控制;且未深入研究抗体的抗病毒机制。未来研究可针对这些方向展开,利用冷冻电镜等技术进一步明确抗体与抗原的结合表位,开发更多类型的多特异性抗体,为猴痘及其他正痘病毒感染的防治提供更有效的策略。