毒蛇不再可怕 | Biacore助力抗蛇毒广谱抗体的开发

全球每年有超过580万人存在遭遇毒蛇的风险，有近270万人因蛇咬伤而入院，其中约10万因此丧生，另有约40万人被迫截肢或落下终身残疾。蛇咬伤主要发生在热带和亚热带地区的发展中国家，仅在印度，每年就有多达280万人被蛇咬伤，其中有约4.6万人死亡（数据来源：联合国官网）。

人们针对蛇咬伤的主要治疗方法一直是使用来自免疫动物血液的多克隆抗体混合物。虽然它们被证明是有效的治疗方法，但这些药物的安全性较差、一致性不高以及存在副作用等问题。因此，寻找治疗严重蛇咬伤毒液的新方法正在进行中。随着技术的发展，科学家发现人源化广谱中和单克隆抗体以其卓越的安全性和超高的中和能力，明显优于传统的治疗手段。

2023年2月8日，权威期刊Nature Communications在线发表了丹麦技术大学、苏黎世联邦理工学院，哥斯达黎加大学以及工业合作伙伴Sophion Bioscience和IONTAS等科研团队题为“Discovery and optimization of a broadly-neutralizing human monoclonal antibody against long-chain α-neurotoxins from snakes”的最新研究成果（图1）。该团队将基于噬菌体展示的交叉平移、Biacore等多种技术相结合，对亲本抗体进行设计优化，同时提升了其对α神经毒素的亲和力，以及对多种蛇毒液来源的α神经毒素交叉中和能力。这种抗体有助于设计未来的毒液疗法，为患者带来希望。

该团队先前获得了一种针对眼镜蛇孟加拉亚种来源的α-神经毒素的单克隆抗体368_01_C05。这种抗体尽管未能防止致死，但可以有效延长注射致死剂量眼镜蛇来源的α-神经毒素的小鼠存活期。经过基于噬菌体展示的交叉平移技术，研究人员获得了6个排名靠前的能够同时结合α-眼镜蛇毒素和α-鳞蛤毒素的抗体。为进一步验证，获得的6个抗体与眼镜蛇来源的α-神经毒素的亲和力是否提高。研究人员使用Biacore技术，直接检测了获得的这6个抗体及其亲本抗体与眼镜蛇来源的α-神经毒素的亲和力，结果表明，相较于亲本抗体，六种抗体对该毒素的亲和力均提升10倍以上，达到nM级别。其中，2551_01_A12、2554_01_D11和2558_O2_G09提升最多，均在30倍以上（图2，表1）。

研究人员进一步使用Biacore技术，检测了这6个抗体及其亲本抗体黑曼巴蛇来源的α-神经毒素的结合情况，结果表明，相较于亲本抗体，六种抗体对该毒素的亲和力均提升4倍以上，达到nM级别。其中，2551_01_A12和2554_01_D11提升最多，均在8倍以上（图3，表1）。

因此，根据Biacore亲和力与交叉反应性的结果（表1）以及抗体表达产量与可开发性数据，选择2551_01_A12抗体和抗体2554_01_D11进行进一步表征。

通过MS等技术发现，抗体2554_01_D11还能与眼镜王蛇、森林眼镜蛇等来源的α-神经毒素结合。Biacore实验，还发现抗体2554_01_D11能与银环蛇来源的α-神经毒素结合（图4）。结合中和性实验结果，最终选择的抗体2554_01_D11，能够结合广泛的蛇来源的神经毒素，并且具有更强的亲和力与中和作用。

Biacore作为唯一被中美日等多国药典收录的分子互作检测“金标准”，已广泛应用到基础科研与药物开发的多个领域。截至目前，借助Biacore累计发表的文章已突破55,000篇，超过80%的已上市的抗体药物的研发、申报、生产过程中也均有Biacore的身影。相信有了Biacore助力“产学研”，未来一定会有越来越多的中和抗体药物从研发走向上市。期待抗蛇毒单克隆抗体的顺利上市，让毒蛇不再可怕！