英国首相入ICU吸氧，中和抗体能否成为治疗和预防新冠的希望？

Kai 世界顶尖科学家论坛

●Breaking News ●

据The Washington Post 北京时间4月7日晚上6:44消息，英国首相鲍里斯·约翰逊（Boris Johnson）昨日入院后，转移至ICU开始氧气支持。而此前英国高级官员对外表示，首相暂时还未用到呼吸机辅助。

约翰逊的病况引发全球关注，与此同时，全球的新冠病毒疫情仍在发酵，

截止GMT时间早上10点51分，全球新冠病毒确诊案例超过130万，已造成75,901例死亡。

此前的研究已经证明新冠病毒拥有远超于SARS 的感染能力（点击查看相关报道）和并不低的致死率（点击查看相关报道），科学界也正各显其能，试图尽早找到啃下这个“硬骨头”的解题思路。

在全球疫病防治科研领域，病毒研究的主要策略有三个：

针对宿主细胞在病毒侵染、存活、复制过程中的通路靶点开发病毒抑制剂；

针对病毒自身靶点通过结构解析和计算机超算和模拟开发病毒抑制剂；

针对病毒蛋白开发特异性中和抗体以及开发病毒疫苗。

此前，我们曾介绍了关于抗病毒抑制剂（药物）、病毒疫苗研发的多项科研进展，而日前，在针对病毒蛋白开发特异性中和抗体方面，中国科学家也有了新的发现——

全球疫情实时数据，源自https://www.worldometers.info/coronavirus/

4月2日，北京大学李兆基讲席教授、北京未来基因诊断高精尖创新中心主任、北京大学生物医学前沿创新中心主任谢晓亮未来论坛的《理解未来》科学讲座上，发表了题为《单细胞基因组学迎战新冠肺炎》的演讲，介绍了其团队在新冠病毒上的科研进展。

据谢晓亮教授透露，他的团队利用单细胞基因组学来快速寻找新冠病毒中和抗体用以治疗和短期预防，目前已筛出一大批高结合强度的抗体（kD=10 pM-10nM）和多个有出色中和活性的抗体。筛选出的中和抗体有两个应用：

一、可以用于新冠肺炎的中和抗体治疗，更安全且针对性强；

二、用于短期预防，保护医护人员和病人家属，有效期大概3周，经过抗体改造有可能延长至3个月。

研究团队下一步的工作，将推动后续的动物实验和临床实验。

2019年10月29日，谢晓亮教授出席第二届世界顶尖科学家论坛

谢晓亮教授是单分子酶学的创始人、单分子生物物理化学的奠基人之一、相干拉曼散射显微成像技术和单细胞基因组学的开拓者。他是集合美国国家科学院院士、美国国家医学院院士、美国艺术与科学院院士、中国科学院外籍院士于一身的“四院院士”，且是第一位获得阿尔巴尼医学中心奖（Albany Medical Center Prize）的华人（编者注：阿尔巴尼医学中心奖是金额仅次于诺贝尔奖的美国生物医学最高类奖项，旨在“鼓励和表彰对提高人类健康和促进开创性生物医学研究的非凡和持久的贡献”）。

据谢晓亮教授介绍，新冠病毒是一种RNA 病毒，它的外壳上有刺突状的S蛋白（Spike Protein）。S蛋白上面的红色的部分是冠状病毒的受体结合域（Receptor Binding Domain, RBD)。

新冠病毒入侵细胞时，S蛋白与人体细胞的表面受体ACE2结合，随后病毒被内化，进入细胞，在细胞内被转录酶复制，并重组复制大量新的病毒，继续感染其他细胞。

图片来源未来论坛

人体的免疫系统中存在多种抗体 ，所有抗体都有Y字形状的结构，像两把“钳子”，用来捕捉抗原，新冠病毒就是这次人类要对抗的“抗原”。

在所有的抗体中，中和抗体（Neutralizing antibody）在清除病毒中起重要作用，并被认为是针对病毒性疾病进行保护或治疗的关键免疫产品。它的机理是通过与病毒的结合直接阻断病毒侵入细胞。

谢晓亮教授介绍：“中和的意思就像酸来了，我们用碱来中和；病毒来了，细胞用抗体来中和。中和抗体的作用是牢牢地结合到病毒上，改变它的功能，阻止它侵入细胞。”

图片来源未来论坛

COVID-19恢复患者的血浆因具备病毒抗体，而被认为是预防感染或治疗疾病的一种有效疗法，然而血浆疗法存在制备周期久、纯化难、和存在多抗风险等问题（拓展阅读：韩国电影《流感》治疗镜头重现，新冠病治愈者血浆真的能救人吗？）谢晓亮教授表示，他们团队的目标则是“快速找到并制备高纯度中和抗体，作为药物，代替血浆给病人注射。”

在疾病大流行，随时都会带走宝贵生命的大背景下，与时间的赛跑显得尤为重要。

据谢晓亮教授介绍，中和抗体药物作为一种大分子药物，与小分子药物相比，它的特异性好，副作用小，近年来在治疗艾滋病、埃博拉、中东呼吸综合征（MERS）上，都有突破，但是问题是找到这些抗体采用的是单细胞克隆放大的方法，需要几个月时间，太漫长，现在他们就要采用单细胞基因组学的方法，来缩短这个时间。

人体血浆中的抗体不计其数，种类约有10的7-8次方之多。想在血浆中筛选出新冠病毒的中和抗体，犹如大海捞针。谢晓亮团队采取的办法，则是从人体内的免疫细胞入手，也就是直接找到生产抗体的“妈妈”——T细胞和B细胞。

其中，最关键的是带有免疫记忆的B细胞，B细胞是生产抗体的，它产生于骨髓，通过血液和淋巴液分布到全身的淋巴结。但是B细胞种类繁多，每个B细胞只生产某一种特定的抗体；而这种抗体是由B细胞的DNA序列决定的。所以谢晓亮团队正是用多年积累的专长——单细基因组学，通过对B细胞进行RNA测序来找到中和抗体。

专业测序过程在此不再赘述，有兴趣的朋友可以移步【直播实录】北京大学谢晓亮教授：单细胞基因组学迎战新冠肺炎进一步了解。

据谢教授透露，目前其团队已从70个康复期病人血浆里的三十万个B细胞中，筛选出300个富集度最高的IgG抗体序列。根据这些序列已经生产出300个抗体蛋白，正在测试，目前已筛出一大批高结合强度的抗体（kD=10 pM-10nM）和多个有出色中和活性的抗体。“但如果病毒十月份再回来，那时候我们的中和抗体可能已经研制成功了。我认为距离实际使用大概还需要几个月 。”

这些抗体将用于开发大分子药物，一种是直接筛选出有效抗体用于治疗中和新冠病毒，另一种通过人工干预改造，“把病毒的恒定区的序列改变，延长抗体的寿命，有可能把抗体药效延长到持续三个月“用于预防新冠病毒。

不过，值得注意的是，任何一种治疗方法都可能存在风险，需要经过严格的动物实验和人体临床试验。

谢晓亮教授也表示，目前中和抗体方案已知的副作用是抗体依赖增强作用（ADE）：抗体进入人体是要中和病毒的，但是有的时候它会结合病毒后把病毒拉入人体细胞，引起人体内但炎症风暴。ADE现象曾在其他冠状病毒如登革热中被发现，但并非普遍现象。谢晓亮教授表示，ADE现象和抗体有关，是要尽量避免的。“我们可以从多种抗体中筛选出一个不产生ADE现象的。”

（责任编辑：小文）

参考阅读：

1. The Washington Post，Live updates: Boris Johnson receives oxygen support in ICU; America’s most influential coronavirus model revises estimates downward，https://www.washingtonpost.com/world/2020/04/07/coronavirus-latest-news/

Huff Post, Jason Tetro, https://www.huffingtonpost.ca/author/jason-tetro/

2.未来论坛，谢晓亮 | 单细胞基因组学迎战新冠肺炎, http://www.futureforum.org.cn/cn/nav/detail/456.html ，全视频文字稿和图片可见未来论坛公众号https

阅读原文