新的拉沙热疗法可能即将问世

拉霍亚免疫研究所(LJI)科学家的一项新研究为研究人员提供了使用从拉沙病毒感染幸存者中分离出来的三种罕见抗体来中和拉沙病毒的指南。

拉沙病毒是西非特有的一种致命病毒，主要由啮齿动物传播。这种病毒会导致拉沙热，每年有多达30万人感染这种疾病，通常以流感样症状开始，但可导致严重疾病、死亡和耳聋等持久症状。对孕妇来说，拉沙病毒尤其危险:怀孕期间近90%的感染是致命的。

LJI的科学家现在可以准确地展示三种人类抗体的鸡尾酒是如何阻止病毒感染的。这些抗体可能在即将进行的拉沙病毒疗法的临床试验中被证明是有价值的，LJI团队计划使用他们的拉沙病毒表面糖蛋白的新图谱来设计一种急需的疫苗。

“我们现在知道这三个人在哪里治疗性抗体LJI讲师、LJI抗体发现中心主任凯瑟琳·哈斯蒂博士说。

研究结果发表在科学转化医学作为2022年10月26日的封面故事。这项研究由LJI的蓝宝石实验室领导，包括讲师李昊阳博士，哈斯蒂博士和埃里卡·奥尔曼·蓝宝石博士，与Zalgen实验室有限责任公司的路易斯·布兰科博士合作。

中和抗体的力量

2017年，哈斯蒂和她在蓝宝石实验室(当时在斯克里普斯研究中心)的同事发表了第一张拉沙病毒糖蛋白的结构图像。拉沙利用糖蛋白进入宿主细胞并引发感染。哈斯蒂的糖蛋白结构让研究人员对他们面临的问题有了一个大致的了解。

哈斯蒂的突破出现在研究人员寻找稀有物种的时候人类抗体可以突破拉沙的防线研究人员希望利用这些中和抗体来开发拉沙热疗法或疫苗。

当杜兰大学(Tulane University)和扎尔根实验室(Zalgen Labs LLC)的研究伙伴从拉沙热幸存者的血液中分离出一组有希望的抗拉沙抗体时，这一希望变成了现实。德克萨斯大学医学分部的合作者继续在非人灵长类动物身上测试了三种中和抗体的混合物。这种被称为Arevirumab-3的抗体疗法被证明对治疗拉沙热是100%有效的，甚至对疾病晚期的动物也是如此。

“这是一个开创性的发现，”萨菲尔说。“过去的教条是，抗体对拉沙病毒没有保护作用。”

当测试鸡尾酒的时候人体临床试验，研究人员面临着一个问题。在研究人员发现这种疗法如此有效的机制之前，美国食品和药物管理局(Food and Drug Administration)不准备启动临床试验。这些中和抗体究竟是如何靶向拉沙病毒糖蛋白并预防感染的?

为了回答这个问题，研究人员需要更详细的拉沙糖蛋白图谱。Hastie的糖蛋白原始结构需要复杂的分子工程才能为成像提供足够的稳定性。她的结构让科学家们对拉沙糖蛋白有了关键的了解，但不是全貌。此外，一些有希望的治疗性抗体不能识别这种或任何版本的工程拉沙糖蛋白。研究人员需要分离出一种天然糖蛋白靶点进行进一步研究。

幸运的是，蓝宝石实验室拥有揭示这些分子细节的工具和专业知识。李领导了一项“原生”拉沙糖蛋白的生产工作。由于蛋白质生产的进步和三年的坚持不懈，李的糖蛋白版本是真实糖蛋白的副本，可以被Arevirumab-3中使用的所有三种抗体识别。然后，Li使用一种称为冷冻电子显微镜单颗粒分析的技术对天然糖蛋白和三种抗体进行成像。

哈斯蒂说:“昊阳的聪明才智和辛勤工作使我们看到了以前看不到的结构。”

拉沙病毒目标的新地图

基于高分辨率结构和一些功能分析，该团队揭示了Arevirumab-3中使用的三种抗体是如何中和拉沙病毒的。

遇到中和抗体:8.9F, 12.1F和37.2D。

哈斯蒂惊讶地看到抗体8.9F是如何结合到糖蛋白结构的最顶端的。糖蛋白的这个区域是三个分子(称为原聚体)聚集在一起形成“三聚体”的地方，正如哈斯蒂所描述的，这是一种扭曲的三叶状结构。Lassa通常会使用糖蛋白的这个区域与宿主细胞上的受体结合，但Li的结构显示了一个8.9F是如何跳入其中并同时结合所有三个原聚体来阻止感染的。

哈斯蒂说:“这种结构很好地说明了这种抗体本质上是如何模仿宿主受体来阻止糖蛋白受体结合的。”“这是一个绝对华丽的结构。”

与此同时，被称为12.1F的中和抗体只与三面三聚体中的一个原聚体结合。幸运的是，任何疗法都有很多12.1F的副本。每个12.1F抗体可以结合一个原聚体来帮助中和病毒。

与此同时，抗体37.2D的副本通过将相邻的原聚体固定在一起的方式结合来靶向拉沙病毒。这种抗体活性对拉沙来说是一个巨大的问题，因为病毒需要打开它的三聚体(原聚体聚集的地方)来感染宿主细胞。在37.2D的现场，它的入口机械被锁住了，无法运行。

“拉沙还有另一招。它用一层厚厚的人类碳水化合物分子来保护自己——就像披着羊皮的狼，”萨福尔说，“昊阳的结构清楚地表明，这些强大的保护性抗体是如何突破甚至利用碳水化合物来瞄准和中和病毒的。”

Branco说:“这些发现填补了拉沙病毒研究的一个关键空白，并可能为Arevirumab-3进入临床试验铺平道路。”Branco将领导Zalgen团队进行未来的临床试验。

利用拉沙的弱点

通过这项新研究，研究人员有了一个更好地瞄准三个拉沙弱点(称为表位)的指南。其中两个关键的表位以前从未被绘制过。

事实上，就在今年，蓝宝石实验室已经发表了三篇抗拉沙中和抗体的文章(包括这篇论文)。其他两项研究发表在细胞的报道而且mBio．

“这项工作现在提供了第一个全表位图，揭示了Lassa糖蛋白的每一个脆弱靶点，”sapphire说。

哈斯蒂补充说:“我们现在对中和表位表面以及糖蛋白与任何人结合和识别所需的要求有了非常清晰的认识。”

李和黑斯蒂正在用新的糖蛋白指导疫苗设计的表位图。他们希望未来的疫苗可以促使那些有风险的人自己制造中和抗体。