Science子刊:B细胞 “改造款”来了,让致命病毒不再“致命”
2019/05/24
最新研究表示,通过基因工程改造免疫细胞可以制造更有效的抗体来保护人类免受致命病毒的侵害。

目前,我们对于已知病毒的侵害,往往选择接种疫苗来寻求长效保护。疫苗通常含有残留的微生物入侵者或者其分子的碎片,它们刺激人体内名为B细胞的免疫细胞,来产生针对病原体的抗体。

然而问题是,并非所有接种疫苗的人都能得到有效保护。例如,一些患者的抗体不能抵抗吸入式的病毒。同时,更为严峻的是,还有一些致命病毒在目前并没有疫苗存在,例如HIV、呼吸道合胞病毒(RSV)等对儿童和老年人等人群造成严重威胁的致命病毒。所以,寻求更好的、更有效的抗体来长效保护人类免受病毒的侵害,成为科学家们不断努力的方向。


Justin Taylor博士 图片来源;瑞德哈金森癌症研究中心

最近,由美国西雅图福瑞德哈金森癌症研究中心Justin Taylor博士领导的一项新研究改变了这一困境。研究团队将目光瞄准了B细胞, 使用CRISPR基因编辑技术对其进行改造,来重建对RSV的有效抗体。事实证明,这一基因工程细胞能够产生足够量的抗体来帮助主体防止致命病毒的侵害。相关内容已在《Science Immunology》杂志上发表。


DOI: 10.1126/sciimmunol.aax0644

“改造”B细胞

在这项新研究中,福瑞德哈金森癌症研究中心的研究人员首先设置了一个大胆的猜想:是否能够“改造”B细胞来重建对RSV的有效抗体呢?

RVS,可能大多数人都不太熟悉的一种致命病毒,那是因为它对健康人来说是无害的,但它却能在儿童和免疫系统受损的人群中引发肺部感染!据不完全统计,在美国,每年有超过5000名五岁以下儿童因此入院,也导致14,000名65岁以上的老年人因此死亡。

为了确定“改造”后的B细胞是否真的产生抵抗RSV的抗体,研究人员利用CRISPR对小鼠B细胞中的抗体基因进行了修饰。通过病毒介导的方法把抗RSV的基因定位替换到了B细胞基因组中。然后,静待结果的到来。

结果是让人惊喜的!B细胞产生了大量RVS靶向抗体。Taylor博士兴奋地说到:“高达60%的细胞都能生产靶向抗体,效率惊人。”

对照实验再次验证

那么,基因编辑改造后的B细胞是否可以预防感染?

对于这一问题,研究人员也给出了答案。它们使用对照实验,将基因工程B细胞和对照细胞分别注射到两组小鼠体内,然后将所有小鼠都暴露于RSV病毒环境中。五天后发现,对照小鼠的肺部充满了RSV病毒,接受过工程细胞的小鼠肺部几乎没有RSV病毒。

当研究人员将“改造”后的B细胞注射到免疫系统有缺陷的小鼠体内时,发现小鼠能够在82天后产生抵抗病毒的有效抗体。

多种致命病毒皆适用

这样一种基因工程细胞能否同样合适于其他致命病毒呢?

研究人员也进行了验证,他们使用相同的方法,通过刺激“改造”后的B细胞产生了HIV和另外一种流感病毒的有效抗体,从而提供针对致命病毒感染的保护。这种通过基因工程对细胞进行改造以制备不同的抗体的方法,可能会弥补疫苗领域的空白,以更全面的保护人类免受病毒侵害。

“这是一篇重要的论文,”马萨诸塞州剑桥市生物技术创业公司STIMIT的首席执行官Michael Goldberg说, “希望有一天,孩子们能够在儿科医生办公室接受“改造” B细胞治疗,这些细胞能够表达出最有效的抗体,可以抵御大多数特定病毒株。”

但明尼阿波利斯明尼苏达大学的基因组工程师Branden Moriarity对这一方法的成本表示了担忧。目前依赖其他工程免疫细胞的癌症治疗费用动辄就是数十万美元,这一方法显然是不实用的。他表示到,“人们在不久的将来并不会预防性地使用工程化B细胞。”

参考资料:

[1] B cells engineered to express pathogen-specific antibodies protect against infection

[2] Genetically engineered immune cells fight off deadly virus in mice

[3] CRISPR hope for vax-resistant disease treatment

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