抗体|高福/施一等筛选出广谱抗体,能同时抗多种黄病毒!离通用疫苗又进一步!

黄病毒是一类主要通过蚊媒传播的病毒 , 包括有登革病毒(DENV)、西尼罗病毒(WNV)及寨卡病毒(ZIKV)等 , 在热带、亚热带地区广泛流行 , 危害极大 。如2015年 , 寨卡病毒在南美大暴发并蔓延至全球八十多个国家和地区 , 并发现其感染孕妇会引起流产、新生儿小头症以及格林—巴利综合征等重大疾病 , 严重威胁人类健康 。
目前针对大多数黄病毒 , 还没有有效的抗病毒药物和疫苗 。开发广谱保护性疗法和疫苗成为黄病毒防控领域一个关键而仍未实现的目标 。之前的黄病毒治疗靶标和疫苗设计主要聚焦在病毒囊膜表面的E蛋白 。然而 , E蛋白诱导的抗体保护范围有限 , 更为重要的是 , 登革病毒感染以及疫苗研发过程中 , 发现E蛋白免疫会诱导产生有交叉反应性但中和能力差的抗体 , 当机体感染不同类型登革病毒时 , 这些抗体会产生抗体依赖增强(ADE)效应 , 反而会导致更加严重的感染 。这对开发安全有效的广谱疫苗造成了重大挑战 。
2021年1月8日 , 中国科学院微生物研究所/中国科学院北京生命科学研究院高福院士研究组、中国科学院微生物所施一研究组与澳大利亚昆士兰大学的Paul R. Young及Daniel Watterson研究组合作 , 在Science发表了题为A broadly protective antibody that targets the flavivirus NS1 protein的研究论文 , 发现了一株对多种黄病毒都有保护效果的单克隆抗体1G5.3 , 并首次揭示了NS1广谱保护性抗体的作用机制 , 指出黄病毒非结构蛋白NS1可以作为通用疫苗设计的新靶点 , 有效避免ADE效应 。
抗体|高福/施一等筛选出广谱抗体,能同时抗多种黄病毒!离通用疫苗又进一步!
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【抗体|高福/施一等筛选出广谱抗体,能同时抗多种黄病毒!离通用疫苗又进一步!】图3. 抗体1G5.3可抑制多种黄病毒NS1诱导的内皮细胞通透及血管渗漏
该抗体在动物保护实验上也展示出非常好的治疗效果 , 对DENV、ZIKV及WNV感染都有很好的治疗效果(图4) , 可降低病毒血症水平 , 并显著提高存活率 。其治疗效果 , 与已报道的靶向E蛋白的一株DENV特异性抗体4E11在DENV感染模型上效果相当 , 但其广谱性远优于目前靶向E蛋白的抗体 。
抗体|高福/施一等筛选出广谱抗体,能同时抗多种黄病毒!离通用疫苗又进一步!
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图4. 抗体1G5.3对DENV、ZIKV、WNV感染都有治疗效果
此项研究首次对广谱保护性NS1单克隆抗体进行了结构表征 , 揭示了交叉保护的分子基础以及保护性抗体的作用机制 , 为黄病毒通用疫苗的设计提供了新思路 。
澳大利亚昆士兰大学的Naphak Modhiran博士和中国科学院北京生命科学研究院宋豪副研究员为本文的并列第一作者 , 高福院士、施一研究员与昆士兰大学的Paul R. Young及Daniel Watterson教授为论文共同通讯作者 。微生物所齐建勋研究员给予了大力支持 。
值得一提的是 , Science同期背靠背发表了加利福尼亚大学Eva Harris和密歇根大学安娜堡分校Janet Smith博士课题组题为Structural basis for antibody inhibition of flavivirus NS1–triggered endothelial dysfunction的研究论文 , 通过与DENV-1和DENV-2血清型NS1蛋白的共结晶揭示了保护性抗体2B7的结合位点 。与1G5类似 , 2B7也识别NS1 C端β-梯型结构域的一个保守表位 , 且也具有广谱结合多种黄病毒NS1蛋白的能力 , 并可消除体内血管泄漏 , 显著降低DENV致死感染小鼠的死亡率 。

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