研究揭示了一些抗体如何能广泛中和埃博拉病毒

加利福尼亚州拉霍亚市——一些埃博拉病毒爆发的幸存者产生了可以广泛中和这些病毒的抗体——现在，斯克里普斯研究中心的科学家已经阐明了这些抗体如何如此有效地使病毒失效。这一发现可能有助于开发有效的治疗方法。

埃博拉病毒是一种通常致命的病毒，包括埃博拉病毒和许多不太为人所知的病毒，如本迪布焦病毒、苏丹病毒和莱斯顿病毒。

斯克里普斯研究中心的结构生物学家使用电子显微镜技术来观察一组针对这些病毒上一个叫做“糖帽”的关键部位的抗体。他们的研究表明，这些抗体使用同样的三种机制来防止病毒感染宿主细胞，从而对抗埃博拉病毒。

发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的这项研究，向创造一种基于抗体的治疗方法迈出了一步，这种治疗方法将对广泛的埃博拉病毒有效。

该研究的第一作者、安德鲁·沃德博士实验室的科学家丹尼尔·穆林博士说:“我们现在了解了这些抗体以广泛反应对抗不同病毒的方式中和埃博拉病毒能力的分子基础。”

沃德是斯克里普斯研究所综合结构和计算生物学系的一名教授，他说，他希望这项工作将有助于开发治疗性抗体的“鸡尾酒”，这种抗体可以通过治疗多种形式的埃博拉病毒来挽救生命。

沃德说:“我们的目标是为埃博拉易发地区的医生提供对付这些致命疫情的最佳武器。”“我们通过对该病毒的结构研究获得的见解表明，这可能是可行的。”

埃博拉病毒

第一个已知的埃博拉病毒，现在被称为扎伊尔埃博拉病毒或简单的埃博拉病毒，于1976年被发现，以当年埃博拉河附近的一个暴发地点命名，该地区当时是扎伊尔，现在是刚果民主共和国。

此后，苏丹埃博拉病毒(Sudan ebolavirus)和本迪布焦埃博拉病毒(Bundibugyo ebolavirus)等其他物种也加入了这一病毒家族。埃博拉病毒在非洲果蝠中传播，通常会在黑猩猩和其他非人灵长类动物中引发疾病，平均每隔几年就会在人类中爆发一次。受感染的人会出现出血性综合征，约有一半未经治疗的病例会致命。

对抗埃博拉病毒的疫苗最近已经开发出来，但尚未得到广泛应用。而且，尽管基于抗体的治疗方法也已经开发出来，但还没有一种方法对广泛的埃博拉病毒种类有效。

然而，近年来的研究表明，一些埃博拉病毒感染幸存者携带的抗体，在实验室培养液测试中，可以中和多种埃博拉病毒。这些具有广泛中和作用的抗体以糖帽为靶点的比例高得惊人。糖帽是一种覆盖着大量糖分的茎状蛋白质——称为糖蛋白——使埃博拉病毒得以进入宿主细胞。

在这项新研究中，穆林和沃德以及他们在范德堡大学(Vanderbilt University)詹姆斯·克罗实验室(James Crowe Lab)的同事利用电子显微镜分析了一组来自各种埃博拉病毒幸存者的以糖帽为目标的抗体。他们的目的是更好地了解这些抗体是如何如此有效地针对病毒的。

打败病毒的三种方法

他们的分析表明，这些以糖帽为目标的抗体最广泛有效的攻击了糖帽上相同的脆弱部位，使它们可以通过三种方式阻止病毒的传染性。

首先，抗体以一种破坏整个病毒糖蛋白结构稳定的方式取代了靠近糖帽的一个长病毒结构，有时会导致它解体。

第二，糖蛋白帽抗体——当它与目标位点结合时——可以阻止感染过程中的一个关键事件，即一种叫做组织蛋白酶的酶切断糖蛋白帽。阻止这个切断事件会阻止糖蛋白进入宿主细胞的能力。

最后，糖帽抗体，通过取代糖帽附近的松散结构，使另一种中和抗体结合到病毒的一个单独的脆弱部位。因此，一种多糖帽型抗体可以与另一种抗体“协同”，比任何一种抗体单独攻击病毒的力度都要大得多。

科学家们还确定了允许glycan-cap抗体以这三种方式阻止埃博拉病毒的关键基因元素。

沃德、穆林和同事们已经阐明了这些广泛中和的抗体是如何起作用的，他们正在测试这些抗体作为下一代抗体混合物的一部分，他们希望能够治疗扎伊尔、苏丹和本迪布乔的埃博拉病毒。

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Convergence of a common solution for broad ebolavirus neutralization by glycan cap-directed human antibodies