新冠疫情暴發之后,在全世界的共同努力下,多款新冠疫苗和治療藥物以史無前例的速度被開發出來,并展示了良好的預防和治療效果。然而,隨著疫情的擴散和持續,新冠突變株不斷出現,嚴重威脅了現有的疫苗和藥物的效果。
2022年1月20日,美國西北大學范伯格醫學院劉慧平、方德宇等人在 Nature Commnications 期刊發表了題為:Circulating ACE2-expressing extracellular vesicles block broad strains of SARS-CoV-2 的研究論文。
研究團隊從新冠患者血液中發現了一類細胞釋放的攜帶ACE2蛋白的細胞外囊泡(evACE2),他們攜帶有ACE2蛋白,而ACE2正是新冠病毒感染人體細胞的受體。這是人體的天然抗病毒反應,病癥越嚴重的患者血液中的evACE2水平越高。
這些表達ACE2的細胞外囊泡(evACE2)能夠在體外阻斷不同冠狀病毒變體對細胞的感染。而通過鼻噴遞送給小鼠后,能夠保護小鼠免受新冠病毒的傷害。
據悉,劉慧平、方德宇已經創立了一家初創公司Exomira,目前正在尋找行業伙伴來進一步開發這種療法。
細胞外囊泡(Extracellular Vesicles,EVs) ,由細胞釋放的各種具有膜結構的囊泡結構統稱,根據囊泡直徑大小可以大體分為:凋亡小體、微泡、外泌體等幾種類型。
細胞外囊泡最初被認為是細胞碎片,并且因此被忽視,但現在越來越多的研究表明,細胞外囊泡通過轉移不同的貨物(包括蛋白質、DNA、miRNA、lncRNA、circRNA,以及mRNA)參與生理活動和病理變化中的細胞間通訊,對腫瘤轉移、侵襲等有重要作用,還可以作為疾病診斷和預后循環生物標志物的重要載體。
我們知道,新冠病毒通過其刺突蛋白(S蛋白)與宿主細胞表面的的ACE2受體結合,從而進入人體細胞并感染。
而研究團隊發現,新冠患者的血液中存在表達ACE2的細胞外囊泡(evACE2),而健康人群則沒有,而且病癥越嚴重的新冠患者的血液中的evACE2水平就越高,這表明evACE2是人體對抗新冠感染的自然反應。
在體外細胞實驗中,evACE2能夠阻斷新冠S蛋白與人體細胞的結合,其效率是重組人 ACE2蛋白的120至135倍。進一步的新冠假病毒實驗顯示,evACE2能夠中和病毒,保護人體細胞免受感染。而且,已經感染新冠病毒后再添加evACE2,還能夠降低病毒載量,減少細胞的進一步損失。
新冠病毒被evACE2捕獲后,要么無害地被束縛在周圍,要么被巨噬細胞等免疫細胞清除,從而無法感染人體細胞。
更重要的是,研究團隊發現,evACE2不僅能夠有效阻斷新冠病毒原始毒株,對Alpha、Beta和Delta等突變株同樣有效。
研究團隊進一步在表達人類ACE2的小鼠模型上進行了測試,在高劑量新冠病毒感染的小鼠模型中,鼻噴evACE2治療保護了80%的小鼠,其肺部的病毒載量也顯著降低,而對照組幾乎所有小鼠均表現出重癥,體重減輕超過20%。
現有的新冠病毒疫苗和治療性抗體藥物,正在受到突變株的挑戰,以色列的一項最新真實世界研究顯示,第四針加強注射仍然不能有效防止快速傳播的Omicron的突破性感染。而美國也于2021年12月暫停了禮來(Eli Lilly)和再生元(Regeneron)的新冠單抗藥物,原因是其對Omicron的療效降低。
幾乎所有的新冠疫苗和治療性抗體都是針對病毒的S蛋白,盡管新冠病毒不斷突變,但它們仍然是通過ACE2受體來進入和感染人類細胞。evACE2通過與人體細胞表面的ACE2競爭,作為誘餌吸引新冠病毒,因此不管新冠病毒如何突變,都能有效阻斷其感染。(生物谷世聯博研Bioexcellence)
小編推薦會議
2022(第六屆)細胞外囊泡前沿與轉化大會
http://meeting.世聯博研Bioexcellence/2022Exosomes/intro
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