近日,健康報第六版在《中和抗體分子影像:追蹤病毒新技術》通欄標題下,發表了由北京大學腫瘤醫院楊志、朱華研究員團隊與北京大學醫學技術研究院韓鴻賓教授團隊開展的研究,并刊發了編者按。
現全文轉發,讓我們了解一下中和抗體分子影像技術及其應用。
編者按:在應對新冠肺炎過程中,用于檢測的技術方法多種多樣,但我們仍無法觀測病毒在活體內的代謝情況。由北京大學腫瘤醫院楊志、朱華研究員團隊與北京大學醫學技術研究院韓鴻賓教授團隊完成的研究顯示,將新研制出中和納米抗體放射性探針注射到具有受體結合域
(RBD)的小鼠體內,探針能夠隨著血液移動“鎖定”新冠病毒 RBD,進而實現對活體內病毒代謝情況的實時監測。
病毒感染中有三個關鍵因素
在SARS-CoV-2感染人體的過程中,病毒上的刺突蛋白(S)起著重要作用。該蛋白主要包括S1和S2兩個亞型。S1的C端受體結合域(RBD)負責結合人體內的血管緊張素轉化酶2(ACE2),而ACE2也是SARS-CoV-2感染生物體的唯一通道。S2亞基在病毒和細胞膜的融合中起著重要的作用。中和抗體是預防和治療新冠病毒感染的有效手段,通過與病毒上的RBD結合,可避免病毒與ACE2的結合,進而阻斷病毒“興風作浪”。簡言之:RBD是致死新冠入侵病毒打開活細胞的“鑰匙”,而ACE2是體細胞控制病毒進入的“鎖”。中和抗體是能夠阻斷“鑰匙”和“鎖”結合的“盾”。
我們團隊在2020年4月以ACE2為靶點,開發出HZ20系列正電子發射斷層掃描(PET)探針,可用于無創監測人體ACE2分布情況。借助這個探針,我們發現年輕女性卵巢黃體中有明顯的ACE2表達。借助團隊利用醫用核素研制優勢,我們選用無感染風險、有生物學活性的RBD,開發了核素探針。在模擬病毒感染人類過程中,發現探針在肺部滯留遠高于對照。同期,上海萬亞坤教授團隊通過免疫羊駝制備出靶向RBD的中和抗體,并證實其對真病毒有明確抑制效果。
道家學派代表人物莊子認為,世界萬物包括人的品性和感情,看起來是千差萬別,歸根結底卻又是齊一的,這就是“齊物”。借助這一思想看上述諸多研究可以發現,人體細胞ACE2、病毒RBD和人造中和抗體,三者互為齊物,而利用中和抗體有望實現病毒RBD對體細胞ACE2的有效阻斷。
優質探針提升PET診療實力
一直以來,PET成像技術以其無創性、可視化的優點,被認為是核醫學最先進的分子影像技術,該技術在腫瘤、心腦血管以及神經系統疾病的診療中發揮著不可替代的作用。
基于已有研究,借助分子影像獨特優勢。我們與北大醫學技術研究院韓鴻賓團隊合作,開發出靶向新型中和納米抗體探針,以期實時監測生物體內病毒感染情況,為評價納米抗體和研究病毒在體殘留提供精準依據。該研究發表于中國科協和美國科學促進會共同創辦的定位為國際一流、高影響力、綜合性科技期刊《研究》(Research)雜志。
納米抗體+探針讓診治皆受益
SARS-CoV-2中和抗體+探針技術有助于人們觀察治療效果、評估患者對預防和治療策略的反應,有利于開發更可靠的疫苗和特效藥物。然而,關于中和抗體代謝和RBD的傳統評估方法昂貴且費力耗時,難以在體內有效評估中和抗體。
團隊研發的納米抗體放射性探針,可通過占位阻斷SARS-CoV-2病毒與人體ACE2的結合,起到中和病毒的作用,阻止病毒在生物體內的感染。該探針對在體內外對SARS-CoV-2 RBD具有高親和力,并且具有優良的放射化學性質。可以特異性地定位RBD在小鼠體內的分布,更有助于評估中和納米抗體對治療感染的藥效學作用。最后,小鼠研究表明,探針在體內快速清除,通過腎臟和泌尿系統排出,具有較好的安全性。
總體而言,通過PET技術評估中和納米抗體能夠為我們提供一種無創和高靈敏度的可視化成像方法,幫助我們了解整個生物體動態狀況的實時信息,并有望用于監測甚至預測生物體對治療或疫苗的響應。