PANS | 新型納米抗體偶聯物通過鼻內給藥即可防流感

秋冬時節流感進入高發期，而現有防控手段仍存在諸多局限：疫苗需提前數周接種方能生效，小分子特效藥也必須在感染后 48 小時內使用才有效。對于免疫低下人群或未能及時接種疫苗者，這些限制使其持續暴露于高風險之中。因此，當前迫切需要一種兼具 “ 防與治 ” 功能、起效迅速且保護持久的新型抗流感方案。近日，《 PNAS 》（美國國家科學院院刊）發表了一項重磅研究，來自波士頓兒童醫院、哈佛醫學院等機構的團隊研發出一款新型納米抗體藥物偶聯物 ——VHHκ-Zan?，僅需鼻內給藥，就能實現 “ 治療 + 預防 ” 雙重功效，感染后 3 天給藥仍能 100% 保護小鼠存活，提前 2 周預防給藥更是全程守護，徹底打破現有流感防治的諸多限制！

扎那米韋（Zanamivir）是臨床常用的流感特效藥，作用是抑制流感病毒表面的神經氨酸酶（NA），阻止新生成的病毒從感染細胞中釋放，從而阻斷傳播。但它有個致命缺點：分子小、代謝快，需要反復高劑量給藥才能起效。

研究團隊的巧思的是：把1 個 VHHκ 納米抗體，與 4 個扎那米韋分子通過柔性 linker 共價偶聯，打造出 “多價版” 偶聯物 VHHκ-Zan?。對比 1 個、2 個扎那米韋的偶聯物，4 個扎那米韋的設計能實現 “雙重增益”：既增強對病毒 NA 的結合力（多價結合更牢固），又能招募更多免疫細胞清除感染細胞。

圖中展示流感病毒神經氨酸酶（ NA ）的結構（紅色部分是活性位點），金色是結合了 zanamivir 的 NA 單體，綠色是 zanamivir ；右側對比了唾液酸和 zanamivir 的結構 — 兩者高度相似，這也是 zanamivir 能精準結合 NA 、阻止病毒釋放的關鍵。同時展示了如何與 VHHκ 納米抗體結合：左側是能偶聯 2 個 zanamivir 的連接體設計，右側是偶聯 4 個 zanamivir 的連接體設計，通過疊氮基（ N ? ）和 DBCO 基團的 ” ，實現 zanamivir 與 VHHκ 的精準、穩定連接。結果顯示： VHHκ-Zan ? （ 4 個 zanamivir ）的抑制能力最強， VHHκ-Zan ? 次之， VHHκ-Zan （ 1 個 zanamivir ）最弱，且都能有效抑制兩種流感病毒。用生物層干涉技術（ BLI ）檢測偶聯物與 NA 的結合親和力。結果顯示： VHHκ-Zan ? 的解離常數（ Kd=3.5nM ）遠低于 VHHκ-Zan （ Kd=11nM ），證明 4 個 zanamivir 的設計讓偶聯物與病毒 NA 的結合力提升了 3 倍多。

給小鼠注射 15×LD ?? 的致死劑量流感病毒（ PR/8 ），之后分別鼻內給藥不同劑量的偶聯物、 zanamivir ，或不給藥（對照組），監測體重變化和存活情況， 28 天后收集血清檢測抗體。結果顯示： 0.3mg/kg 劑量的 VHHκ-Zan ? 能讓 100% 小鼠存活； VHHκ-Zan ? 保護率 70% ； VHHκ-Zan 僅 40% ；而傳統 zanamivir 需要高劑量才勉強起效，直觀證明 VHHκ-Zan ? 的治療效果遠超其他版本。感染后 5 天小鼠肺部病毒滴度： VHHκ-Zan ? 和 VHHκ-Zan ? 處理組的肺部病毒滴度顯著低于對照組，且劑量越高清除效果越強；而游離 zanamivir 組雖然能讓部分小鼠存活，但無法有效清除肺部病毒。

VHHκ-Zan ? 特異性 IgG 、 IgA 抗體及中和抗體水平，血清中針對完整 IAV 、 HA 蛋白、 NP 蛋白的 IgG 抗體滴度，各組間無顯著差異。VHHκ–Zan?組IgA顯著升高，提示黏膜免疫增強。且在血清與肺勻漿中的中和抗體滴度。 VHHκ–Zan ? 組中和活性顯著高于對照組。鼻腔灌洗液與鼻相關淋巴組織（ NALT ）中針對 NP 和 HA 的 IgA 抗體水平。 VHHκ–Zan ? 組在呼吸道黏膜中抗體反應更強。

給小鼠注射致死劑量流感病毒（ Cal/09 ），分別在感染后 3 天、 4 天鼻內給藥不同劑量的 VHHκ-Zan ? ，監測體重變化、存活情況， 5 天后檢測肺部病毒滴度。感染后 5 天肺部病毒滴度：結果顯示，即使感染后 3 天、 4 天給藥， VHHκ-Zan ? 仍能顯著降低肺部病毒數量；尤其是感染后 3 天給藥組，病毒滴度接近檢測下限（ LOD ），說明能快速清除已復制的病毒。 體重變化曲線：感染后 3 天給藥的小鼠，體重下降幅度小且快速恢復；而 4 天給藥組體重下降更明顯，證明治療越及時，效果越好，但即使延遲到 3 天仍能保護小鼠。感染后 3 天給藥（ 1mg/kg 或 2mg/kg ）， 100% 小鼠存活；感染后 4 天給藥（ 2mg/kg ），仍能保護 25% 的小鼠，這一發現打破了傳統流感藥 “48 小時內給藥 ” 的限制，大大拓寬了治療窗口。

給小鼠鼻內注射不同劑量的 VHHκ-Zan?，分別提前2周、4周注射致死劑量流感病毒（PR/8），監測存活情況；生存曲線：提前2周給藥，無論1mg/kg還是2mg/kg，100%小鼠存活；提前4周給藥，2mg/kg劑量仍能保護80% 的小鼠，1mg/kg劑量則無法有效保護。 血清中IgG抗體滴度：結果顯示，預防性給藥組與對照組的血清 IgG 水平沒有顯著差異，說明長效保護不是來自血清 IgG的提升。肺勻漿中的IgA抗體滴度：提前2周給藥組的肺組織IgA水平顯著高于對照組，尤其是針對NP蛋白的IgA提升明顯，證明預防性給藥能在肺部提前激活黏膜免疫。中和抗體滴度：提前2周給藥組的中和抗體水平顯著更高，且肺組織中的中和活性更強，提示提前在呼吸道建立 “抗病毒防線”，病毒入侵時能快速響應。

研究聚焦上呼吸道黏膜免疫，比較預防性給藥后鼻腔局部的抗體變化：鼻腔沖洗液中的IgA抗體滴度：結果顯示：提前2周、4周給藥VHHκ-Zan?的小鼠，鼻腔沖洗液中針對NP蛋白、HA蛋白的IgA水平，均顯著高于對照組和游離 zanamivir 組，且提前 2 周給藥的效果更明顯。鼻相關淋巴組織（NALT）中的IgA抗體滴度：NALT是呼吸道黏膜免疫的 “核心淋巴組織”，這里的 IgA 水平直接反映局部免疫激活程度。結果與鼻腔沖洗液一致，VHHκ-Zan?預防性給藥后，NALT 中的 IgA 抗體顯著升高，證明提前鼻內給藥能精準激活上呼吸道黏膜免疫，讓鼻腔、咽喉等流感病毒 “入侵門戶” 提前具備防御能力。

該研究亮點：

1.藥物組合創新：將能識別免疫球蛋白輕鏈的納米抗體（VHHκ）與流感神經氨酸酶抑制劑扎那米韋偶聯，形成“多價偶聯物”。

2.多價增強效果：一個納米抗體上連接4個扎那米韋分子（VHHκ-Zan?），比連接1個的版本效果強10倍！

3.鼻腔給藥即可：無需注射，噴霧入鼻就能在呼吸道形成高效保護。

4.長效保護：一次給藥，預防效果可持續至少2周，甚至在感染后第3天用藥仍能救命。

5.雙重機制：既直接抑制病毒釋放，又通過抗體依賴的細胞殺傷作用（ADCC/CDC）清除感染細胞。

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41183201/

本期編輯：Double

本文來源：TCSG5公眾號，如有疑惑，請聯系我們。