单克隆抗体能够对抗多种传染性微生物,如今,通过一系列精妙的实验室实验,科学家揭示了其中两种人工合成分子如何抗击疟疾。
这些新开发的抗体问世恰逢其时。多年以来对蚊子的地面攻势取得的成果大多陷入停滞;针对疾病本身的战斗也有所放缓。
在世界许多地区,疟疾治疗和蚊虫控制工作受到药物和杀虫剂抗药性的困扰。即便是备受推崇、面向儿童的抗疟疾疫苗接种行动,也尚未覆盖足够多的人群以遏制由蚊子传播的威胁。
来自马里兰州贝塞斯达市疫苗研究中心(Vaccine Research Center)的一支跨学科美国研究团队开发出了这两种单克隆抗体(mAbs)。这些抗体会与地球上最致命的疟疾寄生虫——恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)早期发育阶段表面的不同区域结合。相关研究详情已发表于《科学转化医学》(Science Translational Medicine)。
疫苗研究中心隶属于国家过敏与传染病研究所(National Institute of Allergy and Infectious Diseases),但由于预算削减,其未来岌岌可危。据期刊中的信息显示,这支科学家团队已经解散,成员奔赴美国及其他国家的其他实验室。
然而,这项分析深入探讨了CIS43LS和L9LS这两种单克隆抗体如何结合表面蛋白并使疟疾寄生虫失活。研究表明,单克隆抗体在治疗疟疾方面可能极其有效。
“疟疾是一个全球性的重大公共卫生问题,尤其是在非洲国家,”该研究的主要作者内维尔·K. 基萨卢博士告诉Medical Xpress。他长期倡导扩展疟疾防治手段,因为病例数量庞大,尤其是导致死亡的严重病例。世界卫生组织估计每年约有2.63亿例疟疾病例。
基萨卢及其同事在研究中估算,疟疾“每年在全球范围内造成大约70万人死亡,主要影响撒哈拉以南非洲的儿童。”这一数字与世卫组织收集的数据存在显著差异,后者估计每年死亡人数为59.7万人。基萨卢将这种差异归因于评估方法不同。
单克隆抗体研究在两种小鼠模型中进行,旨在找出这两种单克隆抗体的作用目标。临床试验已经表明,单克隆抗体具有多重优势:它们可以挽救生命,在单次剂量后提供快速保护,并且使用安全。
研究人员透露,单克隆抗体结合到孢子体阶段(疟疾寄生虫在人体宿主生命周期早期的一个阶段)表面的环状子孢子蛋白上。疟疾寄生虫在其生命周期中共经历约19个不同的发育阶段,先是在蚊子体内,然后在人体内。免疫学家基萨卢表示,单克隆抗体阻止寄生虫进入肝脏并转变为更具威胁的阶段。
在小鼠模型中,CIS43LS和L9LS两种抗体均未依赖Fc片段与寄生虫上的Fc受体结合就实现了对疟疾的保护。
可以把抗体想象成Y字形。Fc区域(可结晶片段)是长尾部分。而这些单克隆抗体则靶向多个区域。研究结果可能为下一代针对疟疾的单克隆抗体疗法开发提供指导。
基萨卢指出:“人源化单克隆抗体CIS43LS和L9LS显示出高亲和力结合,靶向恶性疟原虫环状子孢子蛋白(PfCSP)的不同区域,并在预防人类疟疾方面表现出极高的有效性。”
他认为,开发用于疟疾的单克隆抗体是有意义的,因为抗体已被成功设计用于治疗其他类型的传染病。例如,新冠病毒就是一种对单克隆抗体疗法敏感的病毒。
基萨卢及其同事在《科学转化医学》中写道:“抗体通过结合和中和病原体来介导对多种病原体的保护。”该团队指出,这两种疟疾单克隆抗体基于表现出非凡能力中和疟疾寄生虫的人类抗体。
尽管疫苗接种和其他公共卫生措施(如媒介控制)在降低全球疟疾病例方面取得了显著成效,但过去几年的进展已经趋于停滞,而且现在多个地理区域的病例正在增加。
基萨卢表示,应对这一激增需要采取广泛的干预措施,而单克隆抗体是一项重要补充。与最近获批的疫苗不同,单克隆抗体适用于所有年龄段的人群。
在疟疾流行地区,成年人血液中往往携带活跃的疟疾寄生虫,基萨卢解释说,雌性按蚊在吸血过程中可能会摄取这些寄生虫。随后,这些活跃的寄生虫可能通过后续叮咬传播给其他人,特别是易感儿童。
基萨卢表示,“成年人是寄生虫的储存库,他们携带寄生虫。当寄生虫进入血液时,数量可达数十亿。但在它们到达肝脏之前,这是针对寄生虫的一个很好的干预窗口。”
研究团队希望通过对单克隆抗体进行工程改造,使其更有效地结合目标,从而提升抗疟疾单克隆抗体的效率。基萨卢及其同事总结道,提高下一代单克隆抗体的结合亲和力可能将其效力提升两到三倍,这也有助于降低成本。
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