PANS | 新型纳米抗体偶联物通过鼻内给药即可防流感

秋冬时节流感进入高发期，而现有防控手段仍存在诸多局限：疫苗需提前数周接种方能生效，小分子特效药也必须在感染后 48 小时内使用才有效。对于免疫低下人群或未能及时接种疫苗者，这些限制使其持续暴露于高风险之中。因此，当前迫切需要一种兼具 “ 防与治 ” 功能、起效迅速且保护持久的新型抗流感方案。近日，《 PNAS 》（美国国家科学院院刊）发表了一项重磅研究，来自波士顿儿童医院、哈佛医学院等机构的团队研发出一款新型纳米抗体药物偶联物 ——VHHκ-Zan₄，仅需鼻内给药，就能实现 “ 治疗 + 预防 ” 双重功效，感染后 3 天给药仍能 100% 保护小鼠存活，提前 2 周预防给药更是全程守护，彻底打破现有流感防治的诸多限制！

扎那米韦（Zanamivir）是临床常用的流感特效药，作用是抑制流感病毒表面的神经氨酸酶（NA），阻止新生成的病毒从感染细胞中释放，从而阻断传播。但它有个致命缺点：分子小、代谢快，需要反复高剂量给药才能起效。

研究团队的巧思的是：把1 个 VHHκ 纳米抗体，与 4 个扎那米韦分子通过柔性 linker 共价偶联，打造出 “多价版” 偶联物 VHHκ-Zan₄。对比 1 个、2 个扎那米韦的偶联物，4 个扎那米韦的设计能实现 “双重增益”：既增强对病毒 NA 的结合力（多价结合更牢固），又能招募更多免疫细胞清除感染细胞。

图中展示流感病毒神经氨酸酶（ NA ）的结构（红色部分是活性位点），金色是结合了 zanamivir 的 NA 单体，绿色是 zanamivir ；右侧对比了唾液酸和 zanamivir 的结构 — 两者高度相似，这也是 zanamivir 能精准结合 NA 、阻止病毒释放的关键。同时展示了如何与 VHHκ 纳米抗体结合：左侧是能偶联 2 个 zanamivir 的连接体设计，右侧是偶联 4 个 zanamivir 的连接体设计，通过叠氮基（ N ₃ ）和 DBCO 基团的 ” ，实现 zanamivir 与 VHHκ 的精准、稳定连接。结果显示： VHHκ-Zan ₄ （ 4 个 zanamivir ）的抑制能力最强， VHHκ-Zan ₂ 次之， VHHκ-Zan （ 1 个 zanamivir ）最弱，且都能有效抑制两种流感病毒。用生物层干涉技术（ BLI ）检测偶联物与 NA 的结合亲和力。结果显示： VHHκ-Zan ₄ 的解离常数（ Kd=3.5nM ）远低于 VHHκ-Zan （ Kd=11nM ），证明 4 个 zanamivir 的设计让偶联物与病毒 NA 的结合力提升了 3 倍多。

给小鼠注射 15×LD ₅₀ 的致死剂量流感病毒（ PR/8 ），之后分别鼻内给药不同剂量的偶联物、 zanamivir ，或不给药（对照组），监测体重变化和存活情况， 28 天后收集血清检测抗体。结果显示： 0.3mg/kg 剂量的 VHHκ-Zan ₄ 能让 100% 小鼠存活； VHHκ-Zan ₂ 保护率 70% ； VHHκ-Zan 仅 40% ；而传统 zanamivir 需要高剂量才勉强起效，直观证明 VHHκ-Zan ₄ 的治疗效果远超其他版本。感染后 5 天小鼠肺部病毒滴度： VHHκ-Zan ₂ 和 VHHκ-Zan ₄ 处理组的肺部病毒滴度显著低于对照组，且剂量越高清除效果越强；而游离 zanamivir 组虽然能让部分小鼠存活，但无法有效清除肺部病毒。

VHHκ-Zan ₄ 特异性 IgG 、 IgA 抗体及中和抗体水平，血清中针对完整 IAV 、 HA 蛋白、 NP 蛋白的 IgG 抗体滴度，各组间无显著差异。VHHκ–Zan₄组IgA显著升高，提示黏膜免疫增强。且在血清与肺匀浆中的中和抗体滴度。 VHHκ–Zan ₄ 组中和活性显著高于对照组。鼻腔灌洗液与鼻相关淋巴组织（ NALT ）中针对 NP 和 HA 的 IgA 抗体水平。 VHHκ–Zan ₄ 组在呼吸道黏膜中抗体反应更强。

给小鼠注射致死剂量流感病毒（ Cal/09 ），分别在感染后 3 天、 4 天鼻内给药不同剂量的 VHHκ-Zan ₄ ，监测体重变化、存活情况， 5 天后检测肺部病毒滴度。感染后 5 天肺部病毒滴度：结果显示，即使感染后 3 天、 4 天给药， VHHκ-Zan ₄ 仍能显著降低肺部病毒数量；尤其是感染后 3 天给药组，病毒滴度接近检测下限（ LOD ），说明能快速清除已复制的病毒。 体重变化曲线：感染后 3 天给药的小鼠，体重下降幅度小且快速恢复；而 4 天给药组体重下降更明显，证明治疗越及时，效果越好，但即使延迟到 3 天仍能保护小鼠。感染后 3 天给药（ 1mg/kg 或 2mg/kg ）， 100% 小鼠存活；感染后 4 天给药（ 2mg/kg ），仍能保护 25% 的小鼠，这一发现打破了传统流感药 “48 小时内给药 ” 的限制，大大拓宽了治疗窗口。

给小鼠鼻内注射不同剂量的 VHHκ-Zan₄，分别提前2周、4周注射致死剂量流感病毒（PR/8），监测存活情况；生存曲线：提前2周给药，无论1mg/kg还是2mg/kg，100%小鼠存活；提前4周给药，2mg/kg剂量仍能保护80% 的小鼠，1mg/kg剂量则无法有效保护。 血清中IgG抗体滴度：结果显示，预防性给药组与对照组的血清 IgG 水平没有显著差异，说明长效保护不是来自血清 IgG的提升。肺匀浆中的IgA抗体滴度：提前2周给药组的肺组织IgA水平显著高于对照组，尤其是针对NP蛋白的IgA提升明显，证明预防性给药能在肺部提前激活黏膜免疫。中和抗体滴度：提前2周给药组的中和抗体水平显著更高，且肺组织中的中和活性更强，提示提前在呼吸道建立 “抗病毒防线”，病毒入侵时能快速响应。

研究聚焦上呼吸道黏膜免疫，比较预防性给药后鼻腔局部的抗体变化：鼻腔冲洗液中的IgA抗体滴度：结果显示：提前2周、4周给药VHHκ-Zan₄的小鼠，鼻腔冲洗液中针对NP蛋白、HA蛋白的IgA水平，均显著高于对照组和游离 zanamivir 组，且提前 2 周给药的效果更明显。鼻相关淋巴组织（NALT）中的IgA抗体滴度：NALT是呼吸道黏膜免疫的 “核心淋巴组织”，这里的 IgA 水平直接反映局部免疫激活程度。结果与鼻腔冲洗液一致，VHHκ-Zan₄预防性给药后，NALT 中的 IgA 抗体显著升高，证明提前鼻内给药能精准激活上呼吸道黏膜免疫，让鼻腔、咽喉等流感病毒 “入侵门户” 提前具备防御能力。

该研究亮点：

1.药物组合创新：将能识别免疫球蛋白轻链的纳米抗体（VHHκ）与流感神经氨酸酶抑制剂扎那米韦偶联，形成“多价偶联物”。

2.多价增强效果：一个纳米抗体上连接4个扎那米韦分子（VHHκ-Zan₄），比连接1个的版本效果强10倍！

3.鼻腔给药即可：无需注射，喷雾入鼻就能在呼吸道形成高效保护。

4.长效保护：一次给药，预防效果可持续至少2周，甚至在感染后第3天用药仍能救命。

5.双重机制：既直接抑制病毒释放，又通过抗体依赖的细胞杀伤作用（ADCC/CDC）清除感染细胞。

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41183201/

本期编辑：Double

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