可愛“神獸”化身流感克星

由于長相可愛呆萌，羊駝在網(wǎng)絡(luò)上曾一度被稱為“神獸”。這當(dāng)然有戲謔和調(diào)侃的成分在，但從科學(xué)的角度講，羊駝的確是一種神奇的動物。

最近，頂尖學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》發(fā)表了一篇關(guān)于羊駝的論文——來自美國Scripps研究所的科學(xué)家們利用大羊駝的抗體，開發(fā)出一種全新的流感疫苗。它有望將所有流感病毒類型一網(wǎng)打盡！

在生物學(xué)研究中，大羊駝是備受免疫學(xué)家們關(guān)注的“寵兒”，這是因為它們體內(nèi)可以產(chǎn)生一類獨特的抗體：包括人類在內(nèi)，許多生物的抗體是一種四鏈結(jié)構(gòu)，這包括了兩條重鏈和兩條輕鏈。而大羊駝、羊駝以及它們的表親駱駝，體內(nèi)的一種抗體分子竟然不含輕鏈！

這有什么好處呢？很明顯，從尺寸上看，來自大羊駝的抗體比人體內(nèi)的抗體更小。但這些抗體結(jié)構(gòu)雖簡單，卻也能像傳統(tǒng)抗體一樣與抗原靶標(biāo)緊密結(jié)合。而且它們還可以發(fā)揮個頭小的優(yōu)勢，識別病毒表面更小、更隱蔽的結(jié)合位點。

這些小而強大的抗體還可以往身上安裝多個結(jié)構(gòu)域，結(jié)合不同靶標(biāo)上的不同位點，起到“一個抗體就是一支軍隊”的效果。這也讓科學(xué)家們開始探索利用羊駝的抗體治療疾病的可能。

在這項研究中，科學(xué)家們針對的疾病是流感。

流感病毒是最難以捉摸的病毒之一。除了已知的數(shù)百種類型、亞型和毒株外，流感病毒的突變率——通過突變躲避免疫系統(tǒng)的識別——也非常高。流感病毒能逃避免疫系統(tǒng)的追捕主要得益于其表面的血凝素，這種以三聚體形式存在的蛋白質(zhì)具有兩層意義：它能讓病毒附著在被感染的細胞上，但它也是最裸露的部分，防御系統(tǒng)將首先對其作出反應(yīng)。

因此，目前的流感疫苗大都針對血凝素發(fā)起進攻，尤其是這個三聚體結(jié)構(gòu)的頂部。但這個部分也最容易發(fā)生突變。1968年最早從香港暴發(fā)的流感成為20世紀第三大流行疫情，不到一年的時間內(nèi)就有近百萬人死亡。香港流感之所以能表現(xiàn)出強大的破壞性，主要是因為當(dāng)時人體防御系統(tǒng)尚未接受過“訓(xùn)練”。香港流感的病原體H3N2病毒正是由于在三聚體頂部上表現(xiàn)出變異性才導(dǎo)致抗體在對病毒進行檢測時出現(xiàn)延遲。

于是研究人員制定出一種復(fù)雜且新穎的策略：既然血凝素的頂部極易變異，那么為什么不攻擊連接頂部與病毒其他部分的“莖”呢？研究人員在老鼠身上進行了初步實驗，實驗結(jié)果顯示，幾乎所有老鼠都能在不同流感的致命劑量中存活下來，且免疫能持續(xù)數(shù)月之久。

實驗發(fā)現(xiàn)，與頂部不同的是，血凝素的“莖”幾乎不會隨時間發(fā)生變化。此外，不同病毒的“莖”非常相似。這項理論無懈可擊：如果人們找到某種能附著在病毒血凝素“莖”上的抗體，就能阻止病毒使用血凝素的頂部吸附在細胞上。但大部分抗體不會對病毒的這個部分作出反應(yīng)，就算作出反應(yīng)，兩者也無法對接。打開這把鎖的鑰匙就藏在大羊駝身上。

“像流感病毒這樣具有高度變異性的病原體，要想廣泛覆蓋多種類型，大羊駝抗體的多特異性正是關(guān)鍵所在。”研究所結(jié)構(gòu)生物學(xué)教授伊恩·威爾遜介紹。

為了獲得這種萬能抗體，研究人員們首先給大羊駝注射了一種流感疫苗，其中含有三種不同的流感病毒，以及另外兩種病毒的表面蛋白血凝素。接種之后，他們成功從大羊駝的血液里獲得了四種小型抗體，每一種都能中和多個流感病毒類型。

在此基礎(chǔ)上，研究團隊又成功設(shè)計出一種“四合一”基因，這種基因表達出的蛋白質(zhì)是一種“四合一”抗體，成功將這四種小抗體的結(jié)構(gòu)域組合在了一起。體外實驗驗證，60多種流感病毒（既有甲流也有乙流），都可以被這種四合一抗體中和！

接下來，研究人員們開始考慮抗體的遞送問題。理論上講，這些抗體本身就已經(jīng)具有預(yù)防流感的效果。為了起到更好的效果，研究人員們決定另辟蹊徑，用基因療法中的常用方式，使用病毒載體，把設(shè)計好的目的基因直接導(dǎo)入患者細胞，生成相應(yīng)的抗體分子，抵抗病毒。

鑒于上呼吸道是最容易受流感病毒侵襲的部位，研究團隊嘗試了鼻腔噴霧的方式，使上呼吸道細胞表達抗體。在小鼠實驗中，研究人員們發(fā)現(xiàn)，通過把帶有抗體基因的病毒載體噴入小鼠鼻腔，不僅可以成功抵抗多種流感病毒，起效還非常快！在短短兩三天內(nèi)，就可以起到保護作用。

需要注意的是，盡管這種來自大羊駝的抗體在動物實驗中，顯示出同時預(yù)防甲型和乙型流感的巨大潛力，但要將其推向人體，后續(xù)必須進行更多的試驗，并且需要通過人體臨床驗證，或許要在多年之后成人才可以被允許使用鼻噴霧劑型流感疫苗。

但我們有理由保持樂觀。2018年，首款來自駝類動物的“納米抗體”已經(jīng)在歐洲獲批上市，也有望在2019年獲得美國FDA的批準(zhǔn)。我們期待來自“神獸”的抗體能在未來帶來更多的驚喜！（據(jù)學(xué)術(shù)經(jīng)緯、《參考消息》）※

萌獸名片

大羊駝（Lama glama）：顧名思義，大羊駝是南美洲體重最沉、體形最龐大的羊駝。作為南美的“土著居民”，大羊駝早在印加文明之前就作為運輸工具出現(xiàn)在歷史的畫卷中。如今，安第斯山脈的玻利維亞段生活著世界上65%的大羊駝種群。“沉甸甸”的大羊駝平均背高可達1米，成年大羊駝全高可達1.8米，體重可達204千克。與其他羊駝相比，它的頭部較長。大羊駝的毛色多樣，一般為白色、褐色或黑白斑。

羊駝（Vicugna pacos）：體重55～65千克，頭體長度1200～2250毫米。外形有點像綿羊，一般棲息于海拔4000米的高原。每群十余只或數(shù)十只，由一只健壯的雄駝率領(lǐng)。以高山棘刺植物為食。羊駝性情溫馴，伶俐而通人性。羊駝的毛比羊毛長，光亮而富有彈性，可制成高級的毛織物。全世界現(xiàn)有約300萬只，約90%以上生活在南美洲的秘魯及智利的高原上。