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编译服务: 人类遗传资源和特殊生物资源流失 编译者: yanyf@mail.las.ac.cn 发布时间: May 25, 2020 点击量: 266

在全球420万例新冠肺炎病例中,美国有130万例,居世界首位。而美国的死亡人数刚刚超过8.3万,约占世界死于该病毒人数的三分之一。

在疫情爆发的中国,自2月份达到峰值以来,新增病例数量大幅下降。那个国家似乎是最糟糕的。由于不同国家正在执行的各种战略,更不用说不受控制的变数,很难评估这些战略是否实际有效。但有一件事是真实的:各国的战略差异很大。

4月初,美国42个州发布了居家避护令。今天,只有11个州被关闭或限制,其余的州已经部分重新开放或计划很快重新开放。关闭和限制措施是为了防止COVID-19的传播,但也付出了代价。美国4月份的失业人数达到创纪录的2000万,失业率上升到14.7%。

瑞典采取了完全不同的方法,没有发布任何严格的关闭。相反,它鼓励公民自愿地保持社交距离。瑞典的企业和经济受到的冲击没有美国严重,但瑞典的人均死亡率要高得多(约每百万瑞典人有360人,而每百万美国人有270人)。

在COVID-19危机结束之前,很难评估哪些政府采取了最佳战略。但是,从科学家的角度来看,情况是怎样的呢?他们的计划是什么?我询问了抗击冠状病毒第一线科学家刘松银的看法。

刘松银是抗击新冠肺炎疫情的先驱者。他的公司GenScript正在帮助其他数百人抗击这场大流行。

在12小时内,刘松的团队成功地筛选出了识别病毒蛋白并可能阻止病毒与细胞受体结合的特定抗体。在不到24小时的时间里,GenScript利用Berkeley Lights设计的Beacon单细胞平台,从小鼠体内分离并扩增出免疫细胞。这个过程通常需要三个月。

刘松正在寻找小鼠产生的抗冠状病毒抗体。人们希望这些抗体中的一些可以帮助开发一种用于人类的冠状病毒疫苗。抗体是在血液中发现的与抗原(一种外来分子或结构,如病毒或病原体)特异结合的蛋白质。

24小时内,刘松启动了寻找和分离冠状病毒免疫特异性抗体的5步计划:

绑定

第一步是筛选能够与冠状病毒蛋白的受体结合域(RBD)结合的抗体。就像两个拼合在一起的拼图一样,病毒的抗体和RBD必须“拼合”并结合在一起。

阻塞

第二步是阻挡。一旦你发现抗体能够绑定到RBD的病毒蛋白,你必须检查他们也抑制病毒从绑定在宿主的细胞受体,从而防止感染宿主(COVID-19 ACE2蛋白)的情况。因此,阻断实际上是阻止病毒与宿主受体结合。

“死病毒”中和试验

第三步是检查结合和阻断病毒的抗体是否也能中和病毒。要做到这一点,你首先使用一个伪病毒,或一个“死”病毒。它就像真实的病毒,但缺乏自我复制的能力。这是一种安全措施,因为真正的活病毒是相当危险的(你需要一定的实验室和安全水平来对付它)。然后开始测试针对伪病毒的抗体,看看它们是否能中和病毒。

活病毒中和试验

一旦你证明了你的抗体能够结合、阻断和中和假病毒,就到了活病毒的时候了。第四步是检查你的抗体是否能够中和真实的活病毒。

动物筛查的保护模式

到目前为止,所有的步骤都是在试管中进行的。但是在科学中,你在试管中看到的东西在真实的环境中可能并不真实。最后一步是测试活的动物体内的抗体,看看它们是否能对活病毒提供保护。现在你已经证明了你的抗体提供了有效的保护,你可以对它们的基因序列进行排序(如果你愿意,也可以对它们的“蓝图”进行排序),以在更高的规模上产生它们。然后你就可以慢慢地开始进行人体试验,并有望最终研制出成功的疫苗来对抗冠状病毒。

这五个步骤看起来很简单,那么为什么冠状病毒疫苗要花这么长时间呢?什么时候能准备好?

这个过程需要花费大量的时间,而且是一项具有挑战性的任务。GenScript正在努力工作,并一直在全力加速这种冠状病毒的研究。幸运的是,他们在这场战斗中并不孤单,因为他们为其他也在这场战斗中的公司提供各种服务。此外,GenScript还与各公司和机构合作开展了中和COVID-19的工作。

GenScript的盟友之一是西奈山卫生系统公司(Mount Sinai Health System),该公司正在与该公司合作开发抗体,以阻止冠状病毒进入人类肺部细胞。另一个合作伙伴是重庆动物科学院和重庆CAMAB生物技术有限公司。GenScript今年1月开始与重庆动物科学院和重庆CAMAB生物技术有限公司合作,利用Berkeley Lights Beacon单细胞筛选技术启动了一项紧急筛选项目。

在许多抗击COVID-19的行动中,GenScript也因其加速冠状病毒研究的产品和服务在42多份出版物中被引用和承认。此外,GenScript还通过分子云技术分享关于COVID-19检测和研究的多肽、蛋白质和质粒的知识和建议。

就在上周,GenScript与新加坡国立大学医学院(Duke-NUS Medical School)和新加坡科学、技术和研究局(A*STAR)一起宣布了cPass,这是世界上第一个允许快速检测中和抗体的测试,不需要活的生物材料和生物遏制设施。

尽管这是一个不确定的时期,但我可以肯定的是,随着合成生物学和生命科学公司的介入,来自世界各地的帮助,像尹刘松这样的科学家可能很快就能战胜COVID-19。

 

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