来源于美洲驼的纳米抗体带来HIV研究的新突破

佐治亚州立大学的一个研究团队近日开发出一种有效的分子，能够靶向隐藏的HIV-1病毒株。这种分子来源于美洲驼DNA中的抗体基因。

这项研究由生物学助理教授Jianliang Xu领导，它利用来源于美洲驼（llama）的纳米抗体来广泛中和多个HIV-1毒株，这是最常见的病毒形式。研究成果发表在《Advanced Science》杂志上。

“这种病毒已经进化出一种逃避我们免疫系统的方法。传统抗体体积庞大，因此很难找到并攻击病毒表面，”Xu解释说。“这些新型抗体可以更容易地做到这一点。”

大约15年来，科学家们一直在利用美洲驼等骆驼科动物来寻找有效的艾滋病治疗和预防方法。这是因为它们的抗体有着独特的形状和特征，能够更灵活、更有效地识别和中和外来物，比如HIV病毒。

这项研究为提高纳米抗体的性能提供了一种广泛适用的方法。纳米抗体（nanobodies）是经过改造的抗体片段，其大小约为传统抗体的十分之一。

它们来源于骆驼科动物的Y型纯重链抗体，也就是由两条重链组成，只需单个抗体结构域就能维持完全的抗原特异性。这种抗体可以识别传统抗体通常无法识别的表位，因而成为理想的抗病毒分子。

在这项研究中，研究人员用一种特殊设计的蛋白质对美洲驼进行免疫，使其产生中和的纳米抗体。随后，他们鉴定出可以靶向病毒脆弱部位的纳米抗体。当研究人员将纳米抗体设计成三重串联形式时，所产生的纳米抗体表现出显著的效果，中和了96%的不同HIV-1毒株。

他们在进一步分析后发现，这些纳米抗体模拟了CD4受体的识别，CD4受体是HIV感染的一个关键因素。为了增强其效力，他们将纳米抗体与广谱中和抗体（bNAb）融合，产生了一种具有前所未有的中和能力的新抗体。

“我们现在生产出一种可以中和HIV的单一分子，而不是开发出一种鸡尾酒抗体，”Xu说。“这种广谱中和的纳米抗体可以中和90%以上的HIV病毒株，当我们将它与另一种抗体bNAb结合在一起时，它们可以中和近100%的HIV病毒株。”

Xu最初在马里兰州的国立卫生研究院疫苗研究中心开始了这项研究，在那里他与一个由30多名科学家组成的团队合作。该团队包括哥伦比亚大学生物化学和分子生物物理学教授Peter Kwong，他也是这项研究的通讯作者。

自从2023年来到佐治亚州立大学以来，Xu一直在指导博士生Payton Chan。他们正共同努力扩展这些潜在的疗法。

“这些纳米抗体是迄今为止最好、最有效的中和抗体，我认为这对未来的艾滋病治疗和抗体研究是非常有希望的，”Chan说。“我希望有一天这些纳米抗体能被批准用于治疗艾滋病。”

下一步，研究人员计划探索将美洲驼纳米抗体与其他现有的bNAb结合的可能性，以确定其中的一些组合是否能够实现100%中和，从而为抗击艾滋病提供新的选择。