二百多株新冠病毒单抗如何选出?广东专家:十天时间“大海捞针”

南方都市报APP • 南都健康联盟
原创2020-04-14 13:57

    “本文报道了8例SARS-CoV-2(新冠病毒)感染者恢复期血液B细胞206个RBD特异性单克隆抗体的分离和鉴定。利用生物信息学和生物学研究手段,我们鉴定了几种对假病毒和活病毒具有强中和活性的单克隆抗体……本文所鉴定的强中和抗体有望用于新冠病毒的预防和治疗。”

    这是来自3月27日发布在论文预印本平台BioRxiv的一篇论文原话——这篇论文所刊载的,是中国专家团队成功分离高效抗新冠病毒抗体的成果。

    南都记者日前了解到,由深圳市第三人民医院张政教授研究团队与清华大学医学院张林琦教授团队,从新冠病毒感染康复者的血液B淋巴细胞中,成功提取了206株抗新冠病毒的单克隆抗体(下简称单抗)及其编码基因。

    对此,近日深圳三院张政教授接受南都记者电话连线专访时表示,由于单克隆抗体具有靶位明确等优势,能直接结合病毒某些关键的位点,使病毒丧失进入细胞的能力。同时,他也表示,虽然本次研究距离后续临床试验仍有一定时间窗,但对于以后新冠病毒抗体药物开具有积极意义。

WechatIMG122.jpeg

本次研究中负责单抗分离的深圳三院团队(医院供图)

800x600_5e954a664fed4.jpg

800x600_5e954a673bab1.jpg

张政教授正在工作中(医院供图)

 

疫情来势汹汹,内外协作病毒单抗研究快速“上马”

    实际上,分离高效抗新冠病毒抗体是院内支持与团队合作下的结果。

    “早期的时候,其实我们的研究面临了比较多的难题,一个是恢复期的病人很少,另外一个则是人手不足。”回忆起本次单抗提取研究启动之初,张政教授向南都记者如是表达。

    据南都记者了解,当时新冠肺炎疫情“来势汹汹”。深圳三院作为深圳抗击新冠肺炎的“主战场”之一,承担了收治新冠肺炎患者的重要任务,与此同时,该院多项针对新冠肺炎研究项目也在疫情爆发之初快速“上马”。其中就包括了抗新冠病毒的单抗提取。

    张政教授表示,抗体治疗作为治疗传染病的经典方法之一,其主要来源于病毒感染康复者的血液,但由于项目开展时间比较早(1月下旬),因此就不得不面临恢复期病人数目少的情况,“所以这个时候,我们能找到一个就做(抽血)一个”。

    多次努力下,研究团队总算采集了早期8名新冠病毒感染恢复者的血液,不过另外一个困难也接踵而来。由于深圳三院需要对每名疑似新冠病毒感染者进行核酸检测,当时张政教授团队有部分骨干人员也被调去负责核酸检测,“检测和确诊病人是那时候的当务之急”。

    张政教授向南都记者表示,由于抗体分离和鉴定是能否取得成果的关键,因此在人手不足时,他紧急向医院上级请求帮助,从外单位借调人员缓解核酸检测的压力,然后将主要骨干抽调出来成立抗体分离鉴定的攻关小组。与此同时,深圳三院领导还紧急采购了一批蛋白合成和分离细胞的设备。这对项目进展具有极大的促进作用。

    “实际上,抗体研发和鉴定是一条很漫长的研究道路,虽然我们有恢复期病人的外周血可以筛选出相关抗体,并且鉴定抗体的序列表达,但是后续的抗体中和活性、交叉反应性、亲和力鉴定等技术储备不是很足,因此我们不得不寻求国内其他科研团队的帮助。”

    对此,南都记者从清华大学学校官网中留意到,1月24日除夕夜,张政教授想起了曾在HIV研究上有过合作的清华大学张林琦教授团队——他的团队具有对抗体进行系统和全面的分析能力。那时候,张政教授在微信上向张林琦教授表达合作意向后,双方一拍即合。

 

从康复者血浆中寻找杀灭病毒的“狙击手”

    在传染病治疗中,抗体治疗是历史悠久但被认为最有效的方法之一。理论上说,人体感染病毒后,包括血液在内的自身免疫系统会产生抗体,这种抗体的产生,主要是免疫系统被病原刺激后,生成的一种抵抗病原的高效能产物,它可以起到抵抗和杀灭病毒的目的。

    因此在一百多年前,有医学专家就利用传染病康复者含有抗体的血浆,对感染者进行治疗;近20年来的重大传染病中,SARS、流感和MERS等病毒方面也有血浆治疗的身影。

    据南都记者了解,新冠肺炎疫情期间,部分医疗机构利用康复者的血浆,应用在了重症患者的治疗上,这种方法也被写入了《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》(第六版开始纳入)以及《新型冠状病毒肺炎重型、危重型病例诊疗方案(试行第二版)》等多个治疗方案中。

    张政教授向南都记者进一步解释,理论上说,新冠肺炎患者身上是有针对病毒的抗体,其基本治疗方式,是采集和利用恢复期患者的血浆输注给受感染的患者(主要为重症),从而达到治疗目的。

    “实际上,我们在研究血浆的过程中,也用了一些经典的方法对重症患者进行治疗。一种是用恢复期患者的血浆直接对重症患者输注治疗;另一种则是将恢复者血浆进行高效价免疫球蛋白浓缩,制成血液制品再治疗危重症患者,从初步的研究结果来看,这些治疗基本上是可以达到我们预期终点。”

    虽然康复者血浆中的抗体具有对新冠病毒的杀灭作用,但是对于杀灭病毒来说,真正起到决定性作用的,是这些抗体中某些有特异性反应的单克隆抗体(单抗)。

    “在传染病领域中,特异性反应的单抗具有更多的优势,因为它可以与靶细胞(病毒细胞)表面的抗原进行特异性结合,介导杀伤细胞(NK细胞、巨噬细胞等)对病毒进行杀灭,具有明确的靶位,使新冠病毒丧失进入人体细胞的能力。而且如果提取并制成药物,相比血浆的质控方面会更好一些。另外我们也认为,这些单抗可能还有一定免疫调节作用。”张政教授说。

    通俗而言,如果将单抗比喻成一名名“士兵”,那么对新冠病毒起特异性反应的单抗则是对病毒“一击毙命”的“狙击手”。研究团队的主要任务,就是要在成百万乃至千万的单抗中找出这名“狙击手”。

 

10天“大海捞针”:筛选出206株特异性抗体

    当然,寻找这名“狙击手”到底是谁,对于研究团队来说绝非易事。张政教授也坦言,这个过程就是“大海捞针”。

    不过“大海捞针”并不代表团队没有准备。

    根据清华大学校园官方网站的报道记载,在与张政教授合作之前,该校张林琦教授团队就与同校生命学院教授王新泉教授团队进行合作,依据1月11日公布的新冠病毒基因表达序列,制作出一种与新冠病毒表面抗原具有极高相似度的特定蛋白(类RBD蛋白)试剂。

    按照通俗理解,这种类RBD蛋白就是把自己伪装成“新冠病毒”,作为一个“钓饵”把对新冠病毒有特异性反应的单抗给“钓”出来。

    1月31日,这个蛋白试剂就寄到张政教授团队手中,获得试剂后,张政教授团队就对8名恢复者的血浆进行部分预实验,在这批血浆中筛选出抗体结合活性比较好的样本。张政教授解释,结合活性比较好的恢复者血浆,他们产生特异性单抗的可能性会更大。

    在筛选出合格样本血浆后,研究团队首先将蛋白试剂中的RBD蛋白标上荧光素,然后再将其与细胞进行混合,“这样做可以方便我们看到,哪些B细胞会与蛋白进行结合”,这样,能与RBD蛋白结合的B细胞通过细胞仪分选,然后测序就可以获得抗体基因序列。

    当然在疫情之下,研究人员几乎是日以继夜地进行工作,“为了赶时间,除了吃饭睡觉,他们几乎不出实验室”,通过抗体分析、分离和评估后,2月9日,获得了206株单抗及其编码基因。经过张林琦教授团队的后续支持下,相关研究成果在3月27日的论文预印本平台biomix进行发布。

    “虽然我们是筛选分离了206株单抗,但实际上我们的工作量远大于此。”当面对南都记者询问,206株单抗的数量是否算多时,张政教授坦言,分离出的206株单抗,其实这是实验中几千株单抗筛选出来的结果。这样做的目的就是“希望把池子做大增加发现有效单抗的可能性“。

    “我们通过鉴定,从几千株单抗中发现这200多株抗体具有结合抗原的能力,并且结合能力比较高,所以才筛选出来,但至于这200多株是否都用于临床上,这并不一定。”

    张政教授表示,如何发现真正有用的单抗用于临床,还需要研究团队其他成员后续的实验进行筛选,按照他期望,如果其中有5%左右能用上,就已经是非常乐观的局面,但是这也不排除最后206株单抗仅剩下1到2株是合适的,“甚至1个都没有,这都有可能”。与此同时,张政教授也强调,实验筛选的单抗,到临床实验乃至到形成药物上市,中间有非常漫长的过程。

 

研究后续:距离临床有一段距离,后续研究已启动

    目前实验依然在有条不紊地进行中。

    据清华大学方面和深圳三院方面消息显示,除发布上述206株单抗提取和基因序列表达成果外,在科技部、国家卫健委、教育部、北京市和深圳市委市政府、深圳市科技创新委员会的支持和帮助下,团队已启动了与部分企业的联合攻关,以及与药审中心的全面沟通,打通了研发、生产、安评和临床试验的全链条,5月底高效抗体药物可进入动物,开展安全性和有效性评估。

    “虽然相关研究还在进行当中,但我觉得收获还是很大的,因为像新冠病毒这种严重突发的情况,来得急任务也重,这就要求我们要高质量地去完成这个任务。”

    张政教授向南都记者坦言,这种情况就考验了团队应对突发情况下的综合能力,“最重要的形成这样的成果,背后也是体现了整个团队的的研究素质和研究能力,还有协作能力等等,收获还是很大的”。

     南都记者 贝贝 通讯员 深三院

编辑:贝贝

更多报道请看专题:科技战疫

南都新闻,未经授权不得转载。授权联系方式
banquan@nandu.cc. 020-87006626
9