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武汉病毒所在四级病原胡宁病毒的治疗性单抗方面取得进展
文章来源: 武汉病毒研究所 发表日期: 2018-06-06
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    近日,中国科学院武汉病毒研究所/病毒学国家重点实验室肖庚富研究组在抗病毒药物专业杂志Antiviral Research (《抗病毒研究》)上发表题为“Novel neutralizing monoclonal antibodies against Junin virus”https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0166354218300226(针对胡宁病毒的新型中和单抗)的研究论文。该研究获得了针对四级病原胡宁病毒(Junin virus, JUNV)的一系列中和单抗,其中命名为J99的单抗可在体外以0.78 μg/ml的作用浓度抑制50%病毒的感染(IC50=0.78 μg/ml),有望在体内发挥治疗作用。

    JUNV是沙粒病毒科哺乳动物沙粒病毒属中的重要成员,是生物安全四级病原。主要流行于南美洲,可导致阿根廷出血热,致死率约为30%,仅次于埃博拉、马尔堡等烈性病毒。近年来,随着国际人员和物资的快速流通,JUNV有向北美洲、欧洲和亚洲蔓延的趋势,对全球的生物安全形势造成了威胁。

    JUNV天然宿主为野鼠,在其体内症状较轻或无症状。人类在工作和生活中接触携带病毒的野鼠、或其分泌物及排泄物、被其污染的食物和带有病毒的气溶胶等而被感染。一部分人(约35%)在感染后的1-2周内,症状逐渐加重,表现出持续发热、脱水、肾功能不全、低血压、多处粘膜部位严重出血、神经紊乱、休克等症状,最终死于大出血和昏迷。尽管在阿根廷地区已批准使用活病毒疫苗(Candid#1)来预防JUNV的感染,但目前仍无针对性药物用于临床治疗阿根廷出血热。因此,研制针对JUNV的药物,尤其是治疗性抗体,显得十分重要。

    与同科病毒拉沙病毒类似地,JUNV基因组包含一个长约7.2k的大片段L和一个长约3.5k的小片段SL片段编码基质蛋白ZRNA聚合酶L,而S片段则编码核蛋白NPnucleoprotein)和包膜糖蛋白GPCglycoprotein precursor)。NP蛋白和L蛋白、Z蛋白在病毒的生命周期中所行使的功能分别为基因复制和转录、出芽并组成病毒的衣壳基质蛋白。GPC则由稳定信号肽(stable signal peptide, SSP)、介导病毒与受体吸附的包膜糖蛋白1glycoprotein 1, GP1)和介导膜融合的包膜糖蛋白2glycoprotein 2, GP2)三部分组成。沙粒病毒的GPC在成熟后组装形成了一个典型的GPC三聚体结构展示在病毒粒子表面,介导病毒与受体的吸附以及吸附后的膜融合过程。因GPCSSPGP1GP2)在病毒进入细胞的过程中发挥至关重要的作用,常被作为进入抑制类药物开发的靶点。

    较为特别的是,肖庚富团队获得的这些单抗是研究人员通过对小鼠进行DNA免疫,并通过传统杂交瘤融合和筛选得到。具体为:首先将JUNV包膜糖蛋白GPC全长基因克隆至真核表达载体;随后通过肌肉注射加电击的方式将质粒导入小鼠体内,实现原位表达和免疫;通过传统鼠杂交瘤方式分离脾细胞并培养;最后采用过表达GPC的细胞ELISA筛选单克隆细胞株和抗体。在此基础上,研究人员通过对分离出来的15株单抗性质进行表征,发现其中5株单抗具有较好中和效果,此结果分别在带有荧光素酶报告基因和GFP报告基因的VSV假病毒上得到验证。且其作用机理均为封闭GP1蛋白,阻止病毒与受体结合,抑制病毒进入细胞。其中,位于GP1 loop 3 上的Tyr122Asp123被认为是中和抗体与病毒作用的关键位点。

    该项工作获得的针对胡宁病毒的治疗性单抗作为药物储备,将为阿根廷出血热的防治提供候选药物;建立的获取针对沙粒病毒单抗的方法作为技术储备,将为获取更多类似病毒的单抗提供理论支撑。

    该研究工作主要由博士后潘晓彦完成,通讯作者为肖庚富研究员。该研究得到了国家自然科学基金(31700145)、中国科学院重点部署项目(ZDRW-ZS-2016-4)、国家重点研发计划(2016YFC1202903)和武汉国家生物安全实验室P4高端用户培育项目NBL2017007)的资助。

1 五株单抗中和效果

2 单抗中和表位及关键作用位点

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