黑寡妇蜘蛛是世界上最毒的蜘蛛之一,其毒素会攻击神经系统。虽然它们的咬伤可以通过从其他动物身上提取的抗毒剂来治疗,但完全由人类抗体组成的治疗方法最终会更安全。德国的一个团队现在正致力于开发这种治疗方法。这种潜在的治疗方法发表在6月12日《免疫学前沿》杂志上的一项研究中。
“我们首次展示了在细胞试验中能够中和黑寡妇蜘蛛毒液的人类抗体,”该研究的合著者、不伦瑞克工业大学生物学家迈克尔·哈斯特(Michael Hust)在一份声明中表示。“这是用人类抗体取代目前仍用于治疗黑寡妇蜘蛛咬伤后严重症状的马血清的第一步。”
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地球上有多种寡妇蜘蛛,在非洲部分地区也被称为纽扣蜘蛛。黑寡妇、红寡妇和棕寡妇在美国和南美洲很常见,而澳大利亚则有红背蜘蛛。欧洲黑寡妇主要分布在地中海地区,但由于气候变化,其栖息地正在扩大。
寡妇蜘蛛的咬伤会引起拉特罗德毒血症,这是一种疾病,蜘蛛毒液中的神经毒素α-拉特罗毒素会攻击神经系统。这会导致剧烈疼痛、高血压、头痛和恶心等症状。
由于现有的抗蛇毒血清是由马的蛋白质制成的,许多被黑寡妇蜘蛛咬伤的患者未能得到治疗。这些来自马的物质对人体来说是外来物,可能会引起不良副作用。其中一种是血清病——对由非人类动物来源的抗血清中的蛋白质产生的反应。目前可用的抗毒剂也是一种成分不明的抗体混合物,批次之间可能存在差异,但仍是最有效的治疗选择。
为了解决这个问题,该研究团队着手用重组人类抗体取代马抗体的配方。他们使用了一种称为抗体噬菌体展示的体外方法。
“这种方法使用了超过100亿种不同抗体的基因库。从如此庞大的抗体库中,噬菌体展示技术可以筛选出能够结合目标(在这种情况下是毒素)的抗体,”哈斯特说。
以这种方式设计的抗体也可以一次又一次地以相同的质量进行复制,因为科学家们已经知道了人类抗体的相同DNA序列。使用人类抗体制造抗毒剂还可以改善动物福利,因为不再需要对马进行免疫接种和放血来制造黑寡妇抗毒剂。
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该团队最初创造了75种可能成为治疗性抗体开发候选的抗体。其中,45种在体外试验中表现出对黑寡妇蜘蛛α-拉特罗毒素的神经毒素的中和作用。根据研究,一种名为MRU44-4-A1的抗体表现出特别高的中和能力。然而,只有两种抗体对其他寡妇蜘蛛种类的毒液有效。
为了在临床试验开始前评估其疗效并开发其他蜘蛛毒素的潜在治疗方法,还需要进行额外的临床前步骤和研究。
“在另一个项目中,我们已经证明,我们可以开发出治疗白喉的人类抗体,并在体内研究中证明其有效。我们打算为黑寡妇蜘蛛抗毒剂抗体采取同样的步骤,”哈斯特说。“这一点尤其重要,因为随着蜘蛛侵入新的栖息地,未来几年拉特罗德毒血症的发病率以及对治疗替代品的需求可能会增加。”