罕见的抗体向科学家展示了如何中和多种类型的埃博拉病毒

罕见的抗体向科学家展示了如何中和多种类型的埃博拉病毒

mBio研究的这个数据为埃博拉疫苗的设计提供了线索。糖蛋白中心(腰部)的一个带显示关键抗体表位的连续序列。在A-C地区的人是广泛保护的目标。

图片来源:斯克里普斯研究公司的欧尔曼Saphire lab

斯克里普斯研究中心(Scripps Research)的科学家进行的两项新研究将埃博拉病毒的弱点暴露在聚光灯下，首次确切地展示了人类和老鼠的抗体是如何与病毒结合并阻止感染的——不仅针对埃博拉病毒，还针对其他密切相关的病原体。

这项研究表明，这种抗体可能是能够中和所有Ebolavirus属成员的多功能救生疗法的关键成分。

“这就像理解如何一箭双雕地杀死五六只鸟，”埃丽卡·奥尔曼·萨福尔(Erica Ollmann Saphire)博士说。她是斯克里普斯研究所(Scripps Research)教授，也是最近发表在《生物生物学》(mBio)和《传染病杂志》(Journal of Infectious Diseases)上的新论文的资深作者。“Ebolavirus属的不同病毒在结构上各不相同，但所有这些不同的病毒都具有相同的暴发潜力。我们需要一种治疗方法，可以针对所有人。

治疗埃博拉病毒的一个主要挑战是它不仅仅是一种病原体而是五种。埃博拉病毒属的成员包括埃博拉病毒、苏丹病毒、本迪布焦病毒、泰林病毒和莱斯顿病毒。每种病毒在氨基酸序列上的差异高达50%，因此很难制定广泛的治疗策略。例如，在2013年之前，苏丹和本迪布焦病毒造成了40%的埃博拉病例，但目前的实验性埃博拉疗法无法消除它们。

Ebolavirus属的所有成员都可能发生变异，以逃避免疫系统的防御并对抗药物治疗，这增加了病毒的威胁。

新的研究表明，与病毒“融合环”上的一个位点结合的抗体可以中和所有已知的ebolavirus。融合环是病毒用来与人体细胞融合并引发感染的机制的一部分。以这种肽为靶点，可以为Ebolavirus属的所有5个成员所引起的感染开发一种通用的治疗方法。

在mBio研究中，研究人员关注的是一种名为ADI-15878的人类抗体。这种抗体是在一名埃博拉病毒幸存者的血液中发现的，是迄今为止发现的唯一一种能够中和所有五种埃博拉病毒属的抗体。

那么ADI-15878是怎么做到的呢?

利用一种被称为x射线结晶学的高分辨率结构技术，科学家们模拟了抗体和病毒糖蛋白(使病毒感染细胞的蛋白质)之间的相互作用。埃博拉病毒的糖蛋白覆盖着糖，可以帮助人体免疫系统屏蔽病毒。研究小组观察到，ADI-15878与其中一种糖直接结合，并在融合环上形成桨状结构。然后抗体的一部分下降并结合到一个通常被病毒糖蛋白的另一部分隐藏的口袋里。

“这是很酷的,这种抗体已经找到了一种方法绑定到一个神秘,守恒的口袋尽管邻近糖和其他有效的病毒隐藏这个地区从免疫系统”说mBio研究第一作者Brandyn西方,博士研究员斯克里普斯研究。

研究人员假设，这种行为将埃博拉融合机制的两个重要部分锁在一起，使得病毒无法进入人体细胞。融合环是埃博拉病毒进入机制的关键部件，因此其结构被科学家称为高度保守的，这意味着病毒不能轻易改变融合环以逃避免疫检测，同时又不损害病毒感染细胞的能力。如果针对这种结构的抗体被纳入治疗或通过疫苗引发，这些抗体应提供广泛的保护。

但是，ADI-15878仅仅是来自幸运的人类幸存者的百万分之一的抗体吗?

该实验室本周在《传染病杂志》上发表的第二篇论文表明，这种抗体并非遥不可及。在这项研究中，科学家们展示了一只先后接种了埃博拉病毒和苏丹病毒的老鼠也有广泛的抗体保护反应。研究人员证实，这只老鼠体内的一种名为6D6的抗体与ADI-15878的同一区域结合。免疫研究提供了更多的证据，表明这部分融合环路是疫苗设计和治疗的一个有希望的目标。

“人类和老鼠的抗体都能够中和所有已知类型的埃博拉病毒，”雅各布·米利根博士解释说。

研究人员说，治疗学中可能包含像ADI-15878这样的抗体。研究埃博拉疫苗的研究人员还可以设计出类似于融合环这一区域的分子。这些被称为免疫原的分子，告诉人类免疫系统要瞄准哪一部分病毒。

Ollmann Saphire说:“我们正在研究免疫原设计策略，以生产更多的中和抗体。”