微生物所研發(fā)獲得寨卡病毒人源治療性抗體
發(fā)布時間：2016-12-23 9:54:38??????瀏覽次數(shù)：
中國科學(xué)院微生物研究所微生物生理與代謝工程重點實驗室研究員嚴(yán)景華與病原微生物與免疫學(xué)重點實驗室研究員、中科院院士高福合作，在研發(fā)寨卡病毒治療性抗體方面取得重要進(jìn)展，率先找到高效、特異性人源寨卡病毒（zika virus， ZIKV）治療性抗體及其機(jī)制，該抗體在小鼠模型上能有效治療ZIKV感染，有望成為治療其感染的候選藥物。
該成果于12月14日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物Science Translational Medicine發(fā)表題為Molecular determinants of human neutralizing antibodies isolatedfrom a Zika patient學(xué)術(shù)論文。嚴(yán)景華課題組副研究員王奇慧，碩士研究生楊化冰，江西省疾病預(yù)防控制中心博士劉曉青以及高福團(tuán)隊博士戴連攀共享文章第一作者。該研究也得到加拿大國立衛(wèi)生研究院研究員邱香果、中國疾病預(yù)防控制中心研究員梁米芳、清華大學(xué)教授程功、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院教授秦川大力協(xié)助與支持。
隨著研究的深入，ZIKV的危害逐漸被揭示，從最初的發(fā)燒、皮疹等輕微癥狀，到引起新生兒小頭癥和格林-巴利綜合征等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。最近高福團(tuán)隊與Michael Diamond團(tuán)隊獨立研究均揭示，ZIKV在小鼠模型中引起睪丸損傷并最終導(dǎo)致雄性不育。截至目前還沒有ZIKV疫苗及藥物上市。
ZIKV表面含有E蛋白（Envelope），含有三個不同的結(jié)構(gòu)域（DI，DII和DIII）是負(fù)責(zé)受體識別與膜融合的重要蛋白，含有產(chǎn)生中和抗體的重要表位。研究團(tuán)隊從一例南美輸入病例入手，采集其康復(fù)后的血液并分離PBMCs，然后以ZIKV E蛋白為誘餌從PBMCs中分選到33個結(jié)合E蛋白的記憶性B細(xì)胞，并且鑒定出其中14個B細(xì)胞的抗體序列。表達(dá)、純化這些抗體后，進(jìn)行一系列的功能驗證。首先，ELISA、SPR實驗證明有13株抗體結(jié)合E蛋白，親和力相差較大 (KD=10-6~10-11M)；競爭實驗表明13株抗體結(jié)合在E蛋白的至少5個不同表位。其次，細(xì)胞水平的體外中和實驗表明，結(jié)合其中3個表位的抗體具有高中和活性（IC50=0.17~1.87μg/ml）；動物水平（小鼠感染模型）的體內(nèi)功能檢測發(fā)現(xiàn)三個不同表位的高中和活性抗體（Z20，Z3L1和Z23）分別可以完全保護(hù)小鼠。最后，利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段，闡明三株保護(hù)性抗體與E蛋白的結(jié)合模式并揭示其作用機(jī)制。其中，Z20同時結(jié)合E蛋白二聚體中相鄰E蛋白的DII，Z3L1主要結(jié)合E蛋白二聚體中一個E蛋白的DI以及DI與DII的連接區(qū)域，Z23主要結(jié)合DIII，同時插入到相鄰兩個E蛋白二聚體的溝槽中。三株抗體通過結(jié)合E蛋白的不同結(jié)構(gòu)域影響膜融合過程中E蛋白構(gòu)象變化從而影響病毒感染，同時Z23也有可能阻斷ZIKV與受體的結(jié)合進(jìn)而阻止ZIKV感染。其中，兩株抗體(Z3L1和Z23)特異性阻斷ZIKV感染，對于登革熱等黃病毒沒有交叉反應(yīng)，有望進(jìn)一步開發(fā)成藥物，相關(guān)臨床前研究正在進(jìn)行并獲得專利保護(hù)，為人類防治ZIKV提供了重要的抗體藥物支撐。
抗原特異性免疫球蛋白及單克隆抗體在新生突發(fā)傳染病應(yīng)急治療中起著重要作用。SARS、H5N1等康復(fù)病人血清可以有效治療重癥患者。然而這種血清依賴于康復(fù)者數(shù)量，限制其大規(guī)模使用。本研究建立的B細(xì)胞單細(xì)胞測序技術(shù)能夠從康復(fù)者中快速分離鑒定出抗原特異的中和抗體，并在短時間內(nèi)達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)，提供大量的有效的應(yīng)急抗體。同時通過對感染病人中和抗體產(chǎn)生機(jī)制及表位的確立，進(jìn)一步指導(dǎo)疫苗的設(shè)計和研發(fā)。這一技術(shù)平臺的建立對于我國應(yīng)對新生突發(fā)傳染病的暴發(fā)、保障國民健康及社會穩(wěn)定具有重要意義。
此項研究得到國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFC1200300）以及寨卡疫情防控科技攻關(guān)應(yīng)急專項的支持。王奇慧獲中國科協(xié)首屆“青年人才托舉工程”項目資助。高福是國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項目首席科學(xué)家。
該成果于12月14日在國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物Science Translational Medicine發(fā)表題為Molecular determinants of human neutralizing antibodies isolatedfrom a Zika patient學(xué)術(shù)論文。嚴(yán)景華課題組副研究員王奇慧，碩士研究生楊化冰，江西省疾病預(yù)防控制中心博士劉曉青以及高福團(tuán)隊博士戴連攀共享文章第一作者。該研究也得到加拿大國立衛(wèi)生研究院研究員邱香果、中國疾病預(yù)防控制中心研究員梁米芳、清華大學(xué)教授程功、中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院教授秦川大力協(xié)助與支持。
隨著研究的深入，ZIKV的危害逐漸被揭示，從最初的發(fā)燒、皮疹等輕微癥狀，到引起新生兒小頭癥和格林-巴利綜合征等神經(jīng)系統(tǒng)疾病。最近高福團(tuán)隊與Michael Diamond團(tuán)隊獨立研究均揭示，ZIKV在小鼠模型中引起睪丸損傷并最終導(dǎo)致雄性不育。截至目前還沒有ZIKV疫苗及藥物上市。
ZIKV表面含有E蛋白（Envelope），含有三個不同的結(jié)構(gòu)域（DI，DII和DIII）是負(fù)責(zé)受體識別與膜融合的重要蛋白，含有產(chǎn)生中和抗體的重要表位。研究團(tuán)隊從一例南美輸入病例入手，采集其康復(fù)后的血液并分離PBMCs，然后以ZIKV E蛋白為誘餌從PBMCs中分選到33個結(jié)合E蛋白的記憶性B細(xì)胞，并且鑒定出其中14個B細(xì)胞的抗體序列。表達(dá)、純化這些抗體后，進(jìn)行一系列的功能驗證。首先，ELISA、SPR實驗證明有13株抗體結(jié)合E蛋白，親和力相差較大 (KD=10-6~10-11M)；競爭實驗表明13株抗體結(jié)合在E蛋白的至少5個不同表位。其次，細(xì)胞水平的體外中和實驗表明，結(jié)合其中3個表位的抗體具有高中和活性（IC50=0.17~1.87μg/ml）；動物水平（小鼠感染模型）的體內(nèi)功能檢測發(fā)現(xiàn)三個不同表位的高中和活性抗體（Z20，Z3L1和Z23）分別可以完全保護(hù)小鼠。最后，利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)手段，闡明三株保護(hù)性抗體與E蛋白的結(jié)合模式并揭示其作用機(jī)制。其中，Z20同時結(jié)合E蛋白二聚體中相鄰E蛋白的DII，Z3L1主要結(jié)合E蛋白二聚體中一個E蛋白的DI以及DI與DII的連接區(qū)域，Z23主要結(jié)合DIII，同時插入到相鄰兩個E蛋白二聚體的溝槽中。三株抗體通過結(jié)合E蛋白的不同結(jié)構(gòu)域影響膜融合過程中E蛋白構(gòu)象變化從而影響病毒感染，同時Z23也有可能阻斷ZIKV與受體的結(jié)合進(jìn)而阻止ZIKV感染。其中，兩株抗體(Z3L1和Z23)特異性阻斷ZIKV感染，對于登革熱等黃病毒沒有交叉反應(yīng)，有望進(jìn)一步開發(fā)成藥物，相關(guān)臨床前研究正在進(jìn)行并獲得專利保護(hù)，為人類防治ZIKV提供了重要的抗體藥物支撐。
抗原特異性免疫球蛋白及單克隆抗體在新生突發(fā)傳染病應(yīng)急治療中起著重要作用。SARS、H5N1等康復(fù)病人血清可以有效治療重癥患者。然而這種血清依賴于康復(fù)者數(shù)量，限制其大規(guī)模使用。本研究建立的B細(xì)胞單細(xì)胞測序技術(shù)能夠從康復(fù)者中快速分離鑒定出抗原特異的中和抗體，并在短時間內(nèi)達(dá)到規(guī)?；a(chǎn)，提供大量的有效的應(yīng)急抗體。同時通過對感染病人中和抗體產(chǎn)生機(jī)制及表位的確立，進(jìn)一步指導(dǎo)疫苗的設(shè)計和研發(fā)。這一技術(shù)平臺的建立對于我國應(yīng)對新生突發(fā)傳染病的暴發(fā)、保障國民健康及社會穩(wěn)定具有重要意義。
此項研究得到國家重點研發(fā)計劃項目（2016YFC1200300）以及寨卡疫情防控科技攻關(guān)應(yīng)急專項的支持。王奇慧獲中國科協(xié)首屆“青年人才托舉工程”項目資助。高福是國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項目首席科學(xué)家。
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