避孕抗体来了!精子捕获率超99% | Science子刊最新

2021
08/16

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传统的避孕方式有物理屏障、激素药物等,这些方法各有利弊,尤其是激素药物会有抑郁、恶心、偏头痛等副作用。

鉴于几乎所有避孕方式的核心都是阻止精卵的结合,那如果将精子视为干扰正常机体功能的外来入侵者,是不是可以通过捕捉精子抗原来进行避孕方法的开发?

其实精子抗体的概念已经不是首次被提出了,此前已有研究发现某些女性的身体会自然产生精子抗体,从而导致不孕。北卡罗来纳大学Eshelman药学院的Samuel Lai博士团队对这类抗体的抗原结合片段(Fab)已进行了多年的研究。

在8月11日发表于Science Translational Medicine的一项新研究中,研究团队介绍了一种识别人类精子特有抗原的抗体,这种抗体能在绵羊的阴道内结合并捕获超99%的人类精子。研究人员也创办了一家公司(Mucommune)来继续开发这类抗体避孕药。

来源:Science Translational Medicine

原始的IgG抗体只有两个抗原结合片段,在这项新研究中,研究人员设计了一组具有6-10个抗原结合片段的多价 IgG(HM-IgG),分别是FIF(6-Fab HM-IgG)、FIFF(8-Fab HM-IgG)和FFIFF(10-FabHM-IgG)。这些抗原结合片段分离自一名免疫不孕女性体内的精子抗体,能特异性靶向CD52g 抗原,CD52g几乎存在于所有人类精子中,但在人体其它组织以及女性体内不含有这种抗原。

多价精子抗体的产生和表征(来源:Science Translational Medicine)

研究人员首先在体外测试了HM-IgG固定精子的能力,他们发现具有额外抗原结合片段的HM-IgG比仅具有两个抗原结合片段的原始IgG的精子凝集效率至少高10到16倍,且速度更快。

多聚化增强了抗精子IgG抗体的凝集效力(来源:Science Translational Medicine)

由于CD52g仅在人类和黑猩猩的精子中被发现,因此目前没有实用的动物模型来进行基于交配的避孕功效研究,而绵羊阴道在生理和解剖学上与人类阴道非常相似,研究人员据此设计了一项绵羊研究。

研究步骤是先将磷酸盐缓冲盐水(PBS)、IgG、6-Fab HM-IgG 或 10-Fab HM-IgG注入雌性绵羊的阴道中,然后进行模拟交配和人类精液样本的阴道滴注,并在精液滴注两分钟后取回精液样本进行精子活力的分析。

结果表明,在高剂量(333 μg)下,几乎所有精子的活力都能被3种抗体有效抑制。在低剂量(33.3 μg)下,6-Fab HM-IgG和10-Fab HM-IgG仍能捕获97%和99%以上的精子。

来源:Science Translational Medicine

体内研究中,多价抗精子IgG显示出比原始IgG更强的凝集效力

当然,这种精子抗体若想推入临床,还有一些问题需要解决。例如,因为这项研究没有通过预防怀孕直接证明抗体的有效性,因此后续研发还需要确定抗体在这方面的成功率,此外还有绵羊与人类阴道粘液的相似度及其对实验结果的影响程度等。

研究团队目前的工作重点是将抗体整合到阴道膜或环中,用于在易孕期进行避孕。Samuel Lai博士表示后续也可以根据女性的不同需求开发不同的给药方法。

参考资料:

[1] Bhawana S., Alison S., Yong Z. et al. Engineering sperm-binding IgG antibodies for the development of an effective nonhormonal female contraception. Science Translational Medicine (2021)

[2] Antibodies Stop Sperm in Their Tracks(来源:TheScientist)

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关键词:
精子抗体,捕获率,抗体,精子,避孕,方法

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