为新冠肺炎开发的成百上千种疫苗和疗法并不局限于旧金山、波士顿或华盛顿特区周围的大都市地区。哥斯达黎加一家科技研究所的科学家、兽医和技术人员借鉴了数十年生产蛇毒的经验,近几个月来一直在不停地研制出针对导致新冠肺炎的冠状病毒SARS-CoV-2的马抗体的治疗性配方。巴西和阿根廷也在进行类似的努力,以帮助这些国家渡过难关,直到有效疫苗的到来。
3月下旬,在哥斯达黎加确诊首例新冠肺炎病例后,生物化学家和公共卫生专家罗曼·马卡亚(Román Macaya)发出呼吁,呼吁研究界加入抗击当时刚刚萌芽的大流行的斗争。马卡亚是哥斯达黎加社会保障基金(Costa Rican Social Security Fund)的负责人,该基金负责运营该国的公立诊所和医院。马卡亚说:“我们对新冠肺炎的回应不能仅仅是卫生保健方面的回应。”“这也必须是一种科学的反应。”
在请求帮助时,他挑出了哥斯达黎加大学克洛多米罗·皮卡多研究所(Clodomiro Picado Institute)的抗蛇毒专家,该研究所是以一位著名的哥斯达黎加科学家的名字命名的。就在第二天,我们收到了时任哥斯达黎加大学校长的亨利·延森(Henning Jensen)的一封信,信中说,‘我们加入了。马卡娅回忆说:“让我们聚在一起,努力解决这个问题。”
这项努力的目标是利用Clodomiro Picado研究所在过去50年的工作中获得的技术和经验,使用马抗体来制造治疗蛇咬伤的抗蛇毒血清。每年,该研究所生产的含有纯化马抗体的抗蛇毒血清拯救了哥斯达黎加的500多人和世界其他国家的数千人。
Clodomiro Picado研究所有100多匹马,在几周到几个月的时间里接种了少量的毒素后,对蛇毒产生了很强的免疫力。除了用于蛇、蝎子和蜘蛛的抗蛇毒血清外,几十年来,马抗体的药物制剂已经在世界各地被用于治疗狂犬病、肉毒杆菌中毒和白喉。该研究所的抗蛇毒血清在哥伦比亚、尼日利亚和巴布亚新几内亚进行的临床试验表明,这些抗体对人类是安全的,很少会引起严重的不良反应。
最近,马免疫球蛋白疗法已经作为一种潜在的治疗方法出现,用于治疗选择有限的一系列病毒。其中包括高致病性禽流感病毒H5N1和H7N9,以及导致中东呼吸综合征(MERS)的冠状病毒。巴西布坦坦研究所的研究员兼项目经理范慧文(音译)解释说:“所有这些都启发了几个研究小组寻找生产安全有效的新冠肺炎马免疫球蛋白的方法。”该研究所在制造此类抗体方面也有很长的经验。她没有参与Clodomiro Picado研究所的研究。
哥斯达黎加的项目有一种熟悉的气氛。克洛多米罗·皮卡多研究所微生物学家、新冠肺炎项目首席研究员阿尔贝托·阿拉佩·吉隆(Alberto Alape Girón)表示:“针对新冠肺炎患者的抗体疗法背后的理念,类似于治疗蛇咬伤中毒患者。”他补充说:“我们希望在马身上产生针对病毒结构的特异性抗体,提纯抗体,并将其提供给那些开始与感染作斗争但其免疫系统仍不能产生足够的抗体来清除病毒颗粒的患者。”
想要帮助这项研究的普通公民向研究所捐赠了6匹马。这些动物被接种了SARS-CoV-2病毒的工程蛋白。其中三匹马只接受了S1,这是蛋白质的一部分,组成了从病原体表面伸出的突起的尖刺。其他三只动物接受了来自冠状病毒的四种蛋白质的组合,包括S1。
在每两周接种四轮疫苗后,这些马产生了所需水平的抗体。在这一点上,他们的血液被提取出来,红细胞从血浆中分离出来,并返回到马身上。“血浆是一种非常复杂的混合物,含有数百种蛋白质,”Alape-Girón说。抗体是最丰富的蛋白质之一,但还有其他蛋白质。在制药厂,研究人员使用Clodomiro Picado研究所开发的技术将抗体从血浆中的其他蛋白质中分离出来,然后对它们进行纯化,以获得用于人体试验的治疗配方。
该工厂总共生产了1000瓶10毫升的纯化马抗体。其中一半含有针对S1蛋白的抗体,另一半含有冠状病毒中存在的四种蛋白质。Alape-Girón说:“仅仅一个10毫升的小瓶含有的抗体数量大约是你在800毫升恢复期血浆中可以找到的80倍,这些血浆是由克服SARS-CoV-2感染的人捐赠的。”
为了测试马抗体的有效性,一些小瓶被运往乔治梅森大学的国家生物防御和传染病中心(NCBID)。“我们想确定SARS-CoV-2病毒是否能被马产生的抗体中和,”生物学教授、NCBID执行主任查尔斯·贝利(Charles Bailey)说。他说:“我们对样本进行的测试称为斑块减少中和测试,简称PRNTest。我们将马体内产生的抗体以不同的稀释度暴露于细胞培养上生长的SARS-CoV-2病毒。病毒已被中和。“。这项研究的结果预计将在不久的将来发表。
下一步-在新冠肺炎患者中检测马抗体-将于本月开始加速临床试验。抗体的安全性和有效性将在一组26名新冠肺炎患者中进行检查,这些患者已经住院,但没有被安置在重症监护病房。预计结果将于9月底公布。如果他们是阳性的,那么这项研究将转移到数百名患者的大规模试验中。如果马的抗体被证明是有效的,Clodomiro Picado研究所可以为更多的马接种疫苗,以扩大规模,生产足够的马来满足哥斯达黎加-可能还有它的邻国-的需求。8月13日,它从中美洲经济一体化银行获得了50万美元的赠款,用于推进马抗体研究。
与正在开发的针对SARS-CoV-2表面特定分子区域或表位的单克隆抗体不同,针对SARS-CoV-2的马多克隆抗体识别多个表位。较低的特异性转化为更便宜的制造工艺。Alape-Girón估计,一瓶马抗体的生产成本为100美元,而使用单克隆抗体治疗的成本可能会高出10倍。
“这不是最高的技术,”Macaya说。“它不是单克隆抗体,但它让我们获得了速度的好处,这是一种非常务实的方法。”此外,“如果这是一种单克隆抗体,你需要一个大工厂来生产它们,”他补充说。“在这里,马就是工厂--至少在生产部分是这样。然后是净化部分,这是一个工业过程,但Clodomiro Picado研究所已经有了那个基础设施。“。
范冰冰说,这一描述反映了她在巴西布坦坦研究所的经历。她说:“可以大量生产多克隆抗体产品,并且成本效益高,以应对大规模的大流行情况,例如SARS-CoV-2感染。”
目前,布坦坦研究所正在利用其在生产流感病毒疫苗方面的专业知识,准备用部分灭活的SARS-COV-2病毒进行免疫,这些病毒被分离、培养和纯化。尽管巴西和哥斯达黎加的研发方案不同,但范预测,他们的抗体“在治疗新冠肺炎患者时将具有同等的效率和安全性”。
在更南边的南美洲,阿根廷的科学家也在开发一种使用马抗体来治疗新冠肺炎患者的潜在疗法,而世界各地的其他研究人员也在探索从骆驼和奶牛身上提取抗非典冠状病毒-2的抗体。所有这些项目背后的目标都是相同的:在等待疫苗问世的同时拯救生命。
哥斯达黎加有超过28,000例新冠肺炎病例。马卡亚说,我们有100多名病人在重症监护室。与任何国家一样,我们的ICU能力也是有限的。他希望马的抗体将被证明是“一个非常有价值的工具,可以防止我们的医疗保健系统在ICU层面崩溃,显然,可以防止死亡。”这是我们的最终目标。“。
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