Nature：科学家有望利用人类机体中的天然抗体来预防严重的疟疾感染

来源：100医药网 2024-12-04 11:58

研究人员开发了一种能在实验室中培育人类血管网络的方法，并将感染了活寄生虫的人类血液通过血管传递并在培养皿中重建疾病状况。

疟疾，尤其是严重形式的疟疾，仍然是全球人群的健康和经济负担，其每年会导致60多万人死亡，其中大多数是5岁以下的非洲儿童。近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为 Broadly inhibitory antibodies to severe malaria virulence proteins 的研究报告中，来自德克萨斯大学健康科学中心等机构的科学家们通过研究发现了一种能识别并靶向作用引起严重疟疾的一些蛋白的特殊人类抗体，这一突破或许有望未来帮助开发新型疫苗或抗疟疾疗法。

一些疟疾是由恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）所引起，其能感染并改变机体的红细胞，这些修饰会让红细胞年辅导大脑微型的血管壁上，从而就会导致血流受损以及小血管的堵塞，从而导致大脑肿胀并进展为脑型疟疾(cerebral malaria)。血流的堵塞主要是由感染的红细胞表面上存在的名为PfEMP1的毒性蛋白家族所驱动的，该毒性蛋白家族包括大约60种毒性蛋白，其中一些类型的PfEMP1蛋白能附着在位于血管内壁细胞表面上名为EPCR的人类蛋白上，这种相互作用会损伤血管功能，且与危及生命的并发症的发生密切相关。

如今研究人员知道，随着非洲儿童年龄的增长，其机体中会逐渐产生一定的力，而青少年和成年人很少会遭受致命性的疾病并发症的影响，这种保护作用被认为是由靶向作用PfEMP1的抗体所介导。PfEMP1是一种高度可变的蛋白，长期以来研究人员认为其或许能作为技术上困难的疫苗靶点，因此，科学界长期以来存在的一个问题就是免疫系统是否能产生抗体（能识别并中和特殊病原体的蛋白）从而靶向作用机体循环系统中多种多样的PfEMP1类型。

流式细胞术的门控和单克隆抗体的序列分析

研究者Maria Bernabeu博士说道，我们对能否找到一种能识别所有病毒的抗体犹豫不决，事实证明，我们所改进的免疫学手段能快速识别出人类抗体能广泛有效抵御不同版本的PfEMP1蛋白的两个案例，其都能靶向作用与EPCR受体相互作用的名为CIDR 1蛋白的部分结构。随后，研究人员需要测试是否这些抗体能成功在活血管中阻断EPCR的结合，在大多数疾病中，这或许都能在动物模型中进行测试，然而，对于疟疾而言，这或许是不可能的，因为能感染小鼠的疟原虫的毒性蛋白与人类机体的相同蛋白非常不同。

于是研究人员提出了一种创新性的方法来克服这一挑战，他们开发了一种能在实验室中培育人类血管网络的方法，并将感染了活寄生虫的人类血液通过血管传递并在培养皿中重建疾病状况。相关研究结果表明，这些抗体能阻断受感染的细胞发生积累，这或许就表明，其能阻断引起严重疟疾症状的阻塞。研究者Viola Introini表示，我们利用器官芯片技术重建了大脑微血管3D模型，随后让其感染疟原虫；随后我们将这两种抗体引入到了血管系统中，结果发现其能很好地预防感染的血细胞粘附到血管上，而且通过肉眼就能很明显地观察到这种抑制作用。

研究者认为，这些抗体能通过一种类似的机制来组织寄生虫的结合，即识别出了CIDR 1蛋白上三种高度保守的氨基酸。这些广泛反应性的抗体或许代表了机体对严重疟疾感染的获得性免疫的共同机制，这或许就为设计基于PfEMP1的疫苗或靶向作用严重疟疾的疗法提供了新的见解。本文研究或许能为科学家们开发保护人群免于严重疟疾发生的新方法打开了一扇大门，比如疫苗或其它疗法。（100yiyao.com）

参考文献：

Reyes, R.A., Raghavan, S.S.R., Hurlburt, N.K.et al..Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-08220-3

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