科學家合成95Mat5抗體接近研發出單一、通用的抗蛇毒血清
科學家製造出了一種合成抗體,這種抗體可以防止眼鏡蛇毒液造成的麻痺和死亡。這項發現使我們越來越接近研發出單一、通用的抗蛇毒血清,它可以保護我們免受所有毒蛇的傷害。
澳洲、亞洲和非洲尤其是許多致命毒蛇的棲息地。據估計,每年有多達138,000 人因被毒蛇咬傷而喪生,另有40,0000 或更多的人留下終身殘疾。現在,史克里普斯研究所的科學家發現了一種抗體,這種抗體可以阻斷這些國家中的一些蛇類產生的一種主要毒素的致命作用。
這項研究的通訊作者之一約瑟夫-雅爾丁(Joseph Jardine)說:「這種抗體可以對抗眾多蛇類中的一種主要毒素,這種毒素每年導致數萬人死亡。這對中低收入國家的人們來說可能非常有價值,因為這些國家因被蛇咬傷而造成的傷亡人數最多。”
目前大多數蛇毒抗蛇毒血清都來自馬和羊等捐贈者。將少量毒液注射到動物體內,使其免疫系統產生反應並釋放抗體,這些抗體被提取並純化為醫藥級抗蛇毒血清。除了使用捐贈動物(和蛇)相關的倫理問題外,這些往往能挽救生命的抗蛇毒血清在註射時還會引起極度過敏反應。因此,研究人員開始著手解決這些限制。
研究人員比較了各種眼鏡蛇的毒液蛋白質,發現所有眼鏡蛇毒液中都含有一種蛋白質- 三指毒素(3FTx),不同種類的眼鏡蛇毒液中含有相似的部分。3FTx蛋白”超家族”具有不同的作用;其中許多具有神經毒性,可導致全身癱瘓。
隨後,研究人員開始尋找能夠阻斷這種蛋白質的抗體。研究人員將16 種不同的3FTx 基因植入哺乳動物細胞,然後在實驗室中產生毒素。他們參考了一個由500 多億種合成人類抗體組成的抗體庫,測試了哪些抗體能與銀環蛇(又稱中國或台灣銀環蛇)的蛋白質結合,這種蛋白質與其他3FTx 蛋白最相似。他們將搜尋範圍縮小到大約3800 種抗體,並測試這些抗體是否能辨識其他四種3FTx 變體。結果有30 種可以辨識。在這30 個變體中,在所有變體中相互作用最強的是一種名為95Mat5 的抗體。
當小鼠注射銀環蛇、印度眼鏡蛇、黑曼巴和眼鏡王蛇的毒素時,在所有情況下,囓齒動物不僅免於死亡,還免於癱瘓。研究人員在調查為何這種抗體如此有效時發現,它模仿了3FTx 通常與之結合的人類蛋白質的結構。
由於95Mat5 是一種合成(單株)抗體,因此生產抗蛇毒血清既不需要供體動物,也不需要蛇。
Jardine 說:”令人興奮的是,我們可以完全透過人工合成的方法製造出有效的抗體–我們沒有對任何動物進行免疫,也沒有使用任何蛇類。”
雖然這種抗體能有效對抗眼鏡蛇毒中的神經毒素,但研究人員強調,這種抗體本身並不是萬能的抗蛇毒血清。蛇毒是一種複雜的雞尾酒毒液,通用抗蛇毒血清需要添加針對幾大類毒液的抗體,包括在眼鏡蛇體內發現的其他3FTx蛋白群和蝰蛇體內常見的毒素,這正是研究人員目前正在努力的方向。
研究人員說:”因此,最終的通用抗蛇毒血清可能至少需要四到五種抗體,才能有效覆蓋更多的毒液類別。95Mat5的發現和開發是開發基於單克隆的通用抗蛇毒血清的重要的第一步,因為它能有效中和蛇毒中最多樣化、毒性最強的成分之一。”
這項研究發表在《科學轉化醫學》雜誌。