廉价，有力的大流行治疗途径

匹兹堡大学医学院(University of Pittsburgh School of Medicine)的科学家们利用化学、生物和人工智能的共同进步，开发出了一种异常快速和有效的方法，可以发现微小的抗体片段，而这些抗体片段有很大潜力开发成治疗致命疾病的药物。

这项技术发表在今天的杂志上细胞系统,这与皮特团队从大羊驼中提取微小的SARS-CoV-2抗体片段的过程相同，这可能成为人类可吸入的COVID-19治疗方法。这种方法具有快速识别多个有效纳米体的潜力，这些纳米体针对不同的抑制病原体变异的部分。

“大多数针对SARS-COV-2的疫苗和治疗方法靶向尖峰蛋白，但如果那部分病毒突变，我们知道的是，那些疫苗和治疗可能会减少效果，”y.D。，Pitt的细胞生物学助理教授。“我们的方法是开发由多个纳米型成型组成的治疗鸡尾酒的有效方法，这些鸡尾酒可以发动多态攻击以中和病原体。”

Shi和他的团队专注于寻找纳米体，纳米体是由美洲驼和其他骆驼产生的小而特异的抗体片段。由于纳米体易于生产和生物工程，因此纳米体在治疗领域的发展尤其具有吸引力。此外，它们具有高稳定性和溶解性，可以雾化和吸入，而不是通过静脉注射，传统抗体。

通过给羊驼注射一段病原体，羊驼的免疫系统会在大约两个月内产生大量成熟的纳米体。接下来就是梳理出哪些纳米体最擅长中和病原体，以及最有希望发展成人类疗法的问题了。

这就是施教授的“高通量蛋白质组学策略”发挥作用的地方。

“使用这项新技术，在几天内，我们通常能够从免疫的羊驼血清中识别出数万个不同的、高效的纳米体，并调查它们的某些特征，比如它们与病原体结合的地方，”Shi说。“在此之前，识别高亲和度纳米体一直是极具挑战性的。”

在提取了富含成熟纳米体的羊驼血液样本后，研究人员将这些纳米体与病原体上的目标特异性结合。然后，这些纳米体被分解，释放出每个纳米体独有的小“指纹”肽。这些指纹肽被放入一个质谱计这是一个测量它们质量的机器。通过了解它们的质量，科学家们可以计算出它们的氨基酸序列——决定纳米体结构的蛋白质组成部分。然后，从氨基酸出发，研究人员可以反向研究dna——构建更多纳米体的方向。

同时,氨基酸序列被上传到装有人工智能软件的电脑上。通过快速筛选海量数据，该程序“了解”哪些纳米体与病原体的结合最紧密，以及它们与病原体的结合位置。在目前可用的大多数COVID-19治疗方法中，这是刺突蛋白，但最近发现，刺突上的一些位点容易发生突变，改变其形状，允许抗体“逃逸”。Shi的方法可以在穗突上选择进化稳定的结合位点，因此不太可能让新变异溜走。

最后，构建最有效、最多样化的纳米体的方向可以被输入细菌细胞的大桶中，这些细胞就像微型工厂一样，可以生产出比制造传统抗体所需的人类细胞多数量级的纳米体。细菌细胞在10分钟内就能使纳米体成倍增加，而人类细胞则需要24小时才能做到这一点。

“这大大降低了生产这些疗法的成本，”Shi说。

Shi和他的团队相信，他们的技术不仅可以用于开发抗covid -19的疗法，甚至可以用于开发下一次大流行的疗法。

他说:“快速、廉价地识别出高效、特异的纳米体的潜在用途是巨大的。”“我们正在探索它们在治疗癌症和神经退行性疾病方面的应用。我们的技术甚至可以用于个性化医疗，为其他所有抗生素都无法治疗的突变超级细菌开发特定的治疗方法。”

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