研究揭示了一种抗体如何阻止登革热病毒感染的危险作用,从而提供了潜在的预防途径
一组研究人员发现了一种抗体,可阻断登革热病毒在小鼠中引起疾病的能力。这些发现为开发有效治疗和设计猎物和类似疾病的疫苗开辟了潜力。
登革热病毒是一组称为黄素病毒的病毒,每年引起50至1亿例登革热病例,没有有效的治疗或疫苗。该组的其他成员包括引起寨卡病毒的病毒,黄热病和西尼罗河热。
在原定于1月8日在期刊上发布的新研究中科学,加州大学伯克利分校和密歇根大学的研究人员揭示了一种称为2B7的抗体如何中和一种特异性蛋白质由病毒制成蛋白质那是关键的登革热病毒复制和引起疾病的能力。
该蛋白质称为NS1(“非结构蛋白1”的缩写)在患者的血液中循环并通过直接与内皮细胞,在器官周围形成保护屏障的细胞。通过分解内皮细胞之间的连接,NS1削弱了这种障碍,增加了渗透性并导致血管泄漏增加,这是严重登革热疾病的标志。这种内皮渗透性也可能使该病毒更容易跨屏障感染和损坏目标器官。
作者和其他研究人员先前已经证明,即使在没有传染性病毒颗粒的情况下,这种蛋白质本身也会导致内皮屏障泄漏。在登革热病毒感染的情况下,宿主血液中循环的NS1越多,感染就越严重。
“我们想到细菌毒素,但是这种病毒毒素的想法是一个新概念,”加州大学伯克利分校公共卫生学院的传染病和疫苗学教授伊娃·哈里斯(Eva Harris)说。“这确实是一个重要的蛋白质,在创建有关我们如何看待的新范式方面病毒蛋白及其在疾病中的功能。”
在这项最新研究中,研究人员确定了负责损害内皮细胞的蛋白质的特定区域:一个所谓的机翼区域,允许蛋白质连接到宿主细胞,以及另一个触发内皮细胞内破坏性事件的区域。
通过分析2B7抗体附着在蛋白质上的精确方法,他们发现抗体能够以蛋白质的方式中和这两个区域来中和这两个区域。抗体以机翼区域无法到达内皮细胞的方式连接到NS1,从而防止蛋白质锁定(并因此与其相互作用并破坏)内皮细胞。
U-M Life Sciences Institute的研究人员,研究的主要作者David Akey说:“这种协作方法使我们有很多深入了解该蛋白质的生物学,其与细胞的相互作用及其发病机理的生物学。”“这是结合结构和功能以打开治疗途径的一个例子。”
没有发现登革热的有效治疗的原因之一是,该疾病可能是由四种不同病毒菌株之一引起的(登革热病毒1、2、3或4)。有抗体在一种病毒的一种菌株中,实际上可以增加另一种菌株的后续感染的严重程度,这种现象称为抗体依赖性增强。
然而,通过仅与NS1蛋白结合,不与病毒颗粒本身结合,2B7抗体不会导致感染的抗体依赖性增强。
U-M Life Sciences Institute和U-M医学院的教授珍妮特·史密斯(Janet Smith)说:“这些发现告诉我们,我们确实可以通过仅在循环蛋白上阻止这些部位来对病毒的发病机理产生影响。”“它不仅为治疗感染的疗法提供了一种策略,还为防止感染提供了疫苗。”
而且由于NS1蛋白是由许多黄病毒产生的,因此科学家认为靶向NS1的抗体可能有助于治疗或预防多个黄病毒。
“我们不仅能够展示抗体如何保护宿主的机制细胞,还有这种蛋白质的发病机理的实际机制,该蛋白在其他黄病毒中保守。”哈里斯说。
哈里斯(Harris)实验室的博士后研究员,研究的主要作者斯科特·比林(Scott Biering)说:“我认为这种抗体与其他黄素NS1蛋白具有交叉反应是这项工作中最令人兴奋的元素之一。”“这项研究是一种概念证明,即您可以将这种蛋白靶向多种黄病毒以防止发病机理。它不仅为更好地理解了这种机制,因此开辟了许多途径病毒,而且还用于开发有效的治疗学。”
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