從牠身上找到解法,駱馬「冬天」給人類對抗病毒的祕密武器

作者 | 發布日期 2020 年 05 月 16 日 12:00 | 分類 生物科技 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


全球因 COVID-19(武漢肺炎)的關係,死亡人數直線上升同時,各國研究人員也在瘋狂尋找能抵抗新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)的抗體,而一隻生活在比利時農場的駱馬「冬天」,或許可以成為人類的祕密武器。

今年 4 歲、住在比利時農場

今年 4 歲的駱馬「冬天」(Winter)有巧克力色毛髮、長長眼睫毛和修長四肢,她和另外 130 隻駱馬與羊駝住在比利時一座農場,這座農場由根特大學(Ghent University)負責管理。

對抗 SARS 和 MERS 病毒

對研究人員來說,「冬天」的存在至關重要,他們已從「冬天」的血液找到對抗引發 SARS 的病毒 SARS-CoV-1,以及引發 MERS 的病毒 MERS-CoV 的抗體。面對來勢洶洶、造成全球束手無策的新型冠狀病毒,「冬天」擁有的抗體或許能幫忙。

▲ 奔馳的巧克力色駱馬,就是最新抗體研究的主角「冬天」。

真的有效!讓病毒無法感染宿主細胞

5 月 5 日,全球生命科學權威期刊《細胞》刊載一份研究,內容寫到從冬天血液取得的抗體,經過特殊處理後,真能有效和造成 COVID-19 新型冠狀病毒表面的棘突蛋白結合,避免病毒蛋白與人類細胞表面的受體結合,讓病毒無法感染宿主。

研究共同作者、美國德州大學奧斯汀分校分子生物學助理教授麥克萊倫(Jason McLellan)說:「這是第一個人們發現能中和新型冠狀病毒的抗體。」

駱馬的兩種抗體

研究人員解釋,駱馬的免疫系統和人類不太一樣,駱馬可製造兩種不同抗體:其中一種大小和人類抗體相似,另外一種大小只有前一種四分之一大,這種小抗體稱為「奈米抗體」(nanobodies),可將它霧化後用在吸入器。

「奈米抗體」可進入感染位置

換言之,「奈米抗體」可進入新型冠狀病毒棘突蛋白細小的縫隙,這點人類抗體做不到。因此,「奈米抗體」在中和新型冠狀病毒扮演關鍵角色。在麥克萊倫教授實驗室工作的研究生、同時也是研究共同作者的拉普(Daniel Wrapp)表示:「呼吸道病原體的藥物,體積小這點讓它們(奈米抗體)很有趣,因為你可以真的把藥送到感染的位置。」

容易操縱且穩定

此外,研究共同作者、比利時根特大學分子病毒學家塞倫斯博士(Dr. Xavier Saelens)表示,駱馬的抗體還有個優點,就是容易操縱,可與其他抗體鏈結或融合,且這麼做後還能保持穩定。

鯊魚也有,但牠沒駱馬可愛

除了駱馬,鯊魚的血液其實也有類似的小型抗體,但是拉普表示:「牠們不是很好的實驗對象,而且沒有比駱馬可愛。」

容易馴化,但討厭你會吐口水

塞倫斯博士則說,駱馬容易馴化,且與其他同屬駱駝科的動物相比,沒那麼固執。但是,「如果牠們不喜歡你,還是會吐你口水。」

▲ 美國威斯康辛州的首府麥迪遜,一名反對州政府延長封鎖令的男子,打算遙控自製新型冠狀病毒模型抗議。(Source:達志影像)

其實……並不一定要「冬天」

其實,研究人員並非為了新型冠狀病毒才找上駱馬,也不是非得要「冬天」不可,只不過他們從 2016 年就開始研究「冬天」身上的小型抗體罷了。

分離出名為 VHH-72 的抗體

過去,他們把 SARS-CoV-1 的棘突蛋白和 MERS-CoV 的棘突蛋白注射到「冬天」體內,然後檢測「冬天」的血液,並分離出抗體。研究人員分離出名為 VHH-72 的抗體,可與 SARS-CoV-1 的棘突蛋白緊密結合,避免病毒感染細胞。

▲ 掃描電子顯微鏡下,可以看到遭新型冠狀病毒(黃色顆粒)感染的細胞(紅色)。這張照片來自美國國家過敏和傳染病研究所(NIAID)位於馬里蘭州迪特里克堡(Fort Detrick)的綜合研究設施(Integrated Research Facility,IRF)。(Source:達志影像)

沒想到還真的可以

今年 1 月,當新型冠狀病毒成為全球頭條時,研究人員馬上聯想到,或許能夠抵抗 SARS-CoV-1 的抗體 VHH-72 也能阻擋新型冠狀病毒。結果,VHH-72 的確可以和 SARS-CoV-2 的棘突蛋白結合,雖然沒有那麼緊密,不過已經讓研究人員確定研究方向。

本來以為是個小計畫

從 2016 年就開始參與駱馬研究的比利時根特大學醫學生物科技博士後研究人員德佛利格(Dorien De Vlieger)回想,當時她正在開發對抗 A 型流感病毒的藥物,結果塞倫斯博士問她願不願意幫忙分離駱馬針對冠狀病毒的抗體。

「我以為這是個小計畫,現在看來這個計畫帶來的科學影響超乎預期大。病毒有多難以預料這點很驚人。」德佛利格說。

▲ 畫面中央、全身巧克力色的就是「冬天」。

進行人體實驗前,先拿倉鼠來做

現在,研究人員準備用倉鼠當臨床前研究實驗體,希望開發出適當的治療方法對抗新型冠狀病毒。畢竟,疫苗出來可能還要一段很長的時間。

抗體比疫苗快得多

麥可萊倫助理教授表示:「疫苗要在遭到感染的前一兩個月就要注射,這樣才能提供保護。但是抗體療法不同,你直接給某人保護抗體,某人在治療後立刻就會受保護。此外,抗體也可治療已染病的患者,減輕疾病的嚴重性。」對長輩和醫護人員來說,抗體療法尤其有用。

如果真的成功……

無論如何,塞倫斯博士表示:「要將這一切應用到臨床還有好多工作要做,如果真能發揮功效,那麼『冬天』值得一座雕像。」

(本文由 地球圖輯隊 授權轉載;首圖來源:Flickr/Sara Löwgren CC BY 2.0)

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