微小的美洲驼纳米抗体可以中和不同的诺如病毒

人类诺如病毒会引起急性胃肠炎，这是一个全球性的健康问题，目前还没有疫苗或抗病毒药物。尽管大多数健康患者可以从感染中完全康复，但诺如病毒对婴儿、老年人和患有基础疾病的人可能会危及生命。据估计，人类诺如病毒每年导致约6.84亿人患病，21.2万人死亡。

“人类诺如病毒高度多样化，”第一作者WilhelmSalmen博士说，他是BVVenkataramPrasad博士实验室的研究生，当时他正在从事该项目，目前是密歇根大学的博士后研究员。“诺如病毒分为十组，其中GI、GII、GIV、GVIII和GIX组感染人类。GII.4亚组中的病毒在人群中最为常见。”

诺如病毒还因定期产生新变种而臭名昭著，特别是GII.4诺如病毒的变种，这些变种可以逃避人体针对先前变种产生的免疫反应，就像某些流感病毒和冠状病毒一样。诺如病毒群体的多样性和新变种的反复出现是开发有效的预防和治疗方法来控制这种严重疾病的一些挑战因素。

在《自然通讯》杂志上发表的最新研究中，萨尔门、普拉萨德和他们的同事研究了一种中和人类诺如病毒的新策略。他们测试了美洲驼产生的微小抗体(称为纳米抗体)是否可以在实验室中有效中和人类诺如病毒感染。

这些意想不到的发现表明，纳米抗体可以被开发为针对人类诺如病毒的治疗剂。

美洲驼纳米抗体可能会占据上风

美洲驼和相关动物，如骆驼和羊驼，会像人类一样产生抗体来预防疾病。然而，与人类的抗体相比，美洲驼的大小约为人类抗体的十分之一。Llama的纳米抗体是针对引起乙型肝炎、流感、人类免疫缺陷、脊髓灰质炎和其他疾病的病毒而开发的。

Salmen说：“我们来自阿根廷的合作者，病毒学与技术创新研究所的MarinaBok博士和VivianaParreño博士，已经从美洲驼身上制备了纳米抗体，这些纳米抗体接种了来自不同毒株的人类诺如病毒样颗粒。”“我们使用一种名为M4的纳米抗体，它与主要的GII.4菌株结合，测试其中和不同诺如病毒菌株的能力，即防止它们感染人类细胞。”

研究人员测试了纳米抗体防止活病毒感染人类肠道类器官或实验室培养的微型肠道的能力。迷你肠道是人类肠道细胞的模型，密切代表实际的小肠组织及其功能，使科学家能够研究诺如病毒的工作原理并测试潜在的疗法。

阿尔文·罗曼斯基(AlvinRomansky)生物化学系主任兼Verna和MarrsMcLean生物化学系教授Prasad表示：“令人惊讶的是，M4纳米抗体不仅与当前流行的大流行GII.4菌株相互作用并中和，而且还与它的较旧变种相互作用并中和。”和分子药理学以及贝勒大学分子病毒学和微生物学系。

他也是贝勒大学丹·L·邓肯综合癌症中心的成员和该作品的通讯作者。

研究人员使用晶体学和其他技术来仔细观察纳米抗体和诺如病毒之间的相互作用，试图了解M4纳米抗体如何识别和中和各种诺如病毒，而他们原本预计M4纳米抗体只能识别用于生成M4的GII.4菌株。

萨尔门说：“我们发现，这种小纳米抗体可以识别我们测试的所有不同诺如病毒所共有的诺如病毒的一部分。”

诺如病毒颗粒：动态结构

研究小组发现，M4纳米抗体识别出诺如病毒颗粒中的一个隐藏口袋，只有当颗粒发生结构变化时，该口袋才会暴露出来。萨尔门说：“传统观点认为，病毒颗粒处于非常稳定的致密状态，但实际上，这些颗粒的‘呼吸’程度很大。”“最近的研究表明，诺如病毒颗粒的结构是动态的，在静止或紧凑构象和凸起构象之间交替。”

普拉萨德说：“我们认为升高的状态对于病毒与细胞结合并感染它们很重要。”“我们还认为，当病毒颗粒处于升高状态时，隐藏的口袋就会暴露出来，可供纳米抗体与其结合，并像楔子一样，使颗粒保持在升高的、潜在不稳定的状态，从而防止它发生。从塌陷回到紧凑、更稳定的静止状态。”

“我们的研究结果表明，将病毒颗粒捕获在升高的不稳定状态下会分解颗粒，从而杀死病毒。这将有效地阻止感染，因为它阻断了传播链，防止病毒从一个细胞传播到另一个细胞，”萨尔门说。

“这项研究也非常引人注目，它证实人类诺如病毒必须改变其3D确认，从紧凑型变为凸起型，才能感染人类，”合著者、病毒学和微生物学杰出服务教授、卡伦基金会主席玛丽·埃斯蒂斯(MaryEstes)博士说。贝勒。她还是贝勒丹·L·邓肯综合癌症中心的成员。“此外，这项工作揭示了设计疫苗时考虑病毒颗粒动力学的重要性。”