首次拍摄到新冠病毒感染活体动物全过程:抗体治疗需要最佳时机

2021
08/24

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生物世界
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该研究首次在活体动物中使用生物发光成像技术捕捉到了新冠病毒的传播过程,追踪病毒从受感染小鼠的鼻腔到肺部,再到其他器官,并最终侵入大脑的过程。


来源 | 中国生物技术网
编辑 | 王多鱼
新冠病毒 肆虐全球已一年有余,在疫情期间,特异性中和抗体被证实可以有效治疗新冠肺炎。抗体是具有多种特性的多功能分子,然而科学家们对其免疫保护机制尚未完全了解。
近日,耶鲁大学的研究人员在 Immunity 期刊发表了题为: Live Imaging of SARS-CoV-2 Infection in Mice Reveals that Neutralizing Antibodies Require Fc Function for Optimal Efficacy 的研究论文。
该研究 首次在活体动物中使用生物发光成像技术捕捉到了新冠病毒的传播过程,追踪病毒从受感染小鼠的鼻腔到肺部,再到其他器官,并最终侵入大脑的过程 。该视频图像还监测到中和抗体的实时治疗效果,为研究人员提供了对抗体作用的深入了解。


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该研究共同通讯作者、耶鲁大学医学院传染病学副教授 Priti Kumar 说:"我们过去认为有中和抗体就足以预防感染,但现在看来,抗体必须在正确的时间出现在正确的位置,而且还需要足够的滴度。
在这项研究中,研究人员利用生物分子荧光标记和电子显微镜,追踪了新冠病毒在单细胞水平上的传播。实时成像显示,在小鼠体内,新冠病毒走的是一条“老路”:它依次从小鼠的鼻腔扩散到肺部,此后扩散到包括大脑在内的全身各个器官,最终导致死亡。这与人感染新冠病毒后在人体中的传播方式相同。
研究人员观察到,小鼠在暴露仅一天后肺部就出现了感染的迹象。到第4天时,研究人员记录了大脑区域发光信号的增加。从第4天到第6天,发光信号急剧增加,表明病毒在快速复制并侵入神经系统。这与病毒在肠道和生殖道的复制相吻合,随后小鼠体重下降。
在第6天,小鼠死亡。尸检时拍摄的显微镜图像显示,大脑中的发光信号活动最大,其次是肺部和鼻腔。

然后,研究人员利用新冠肺炎康复者血浆分离出了两种有效的中和抗体CV3-1和CV3-25。在测试预防性治疗时,CV3-1表现得更好。用该抗体对小鼠进行预处理后,小鼠几乎完全不会受到新冠病毒的影响,任何器官都没有被感染的迹象。相比之下,CV3-25降低了病毒载量,并将死亡时间推迟了两天,但它没能起到预防的作用。此外,CV3-25治疗的小鼠病毒载量与对照组小鼠的病毒载量相似。
利用CV3-1的有效性,研究人员测试了如果在暴露新冠病毒后给予该抗体是否会产生积极的影响。影像学证实,如果在感染后第1天或第3天给药,CV3-1能成功控制病毒的传播,防止侵入神经系统。然而,第4天治疗被证明为时已晚,因为该抗体已无法控制病毒扩散到大脑,导致队列中75%的小鼠死亡。
研究共同通讯作者、耶鲁大学微生物致病学系研究员Pradeep Uchil教授说:"通过对病毒传播的实时成像,我们可以在短短三到五天内迅速辨别出治疗是否有效,这是开发应对当前和未来大流行病对策的一个关键的省时功能。”
在对CV3-25进行额外测试时,研究人员发现,为了确保对新冠肺炎的最佳治疗,中和抗体必须表现出 "效应子"功能,这是向免疫系统发出信号以攻击和杀死被感染的细胞所必需的。
总之,该研究表明,向免疫系统中的其他细胞'求救',并消除受感染细胞的能力对于提供最佳保护是至关重要的。然而,如果没有效应子功能,仅靠中和作用是不会那么有效的。
论文链接:
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2021.08.015
本文由作者自行上传,并且作者对本文图文涉及知识产权负全部责任。如有侵权请及时联系(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
新冠病毒感染,病毒载量,活体,抗体,治疗,感染,细胞,肺炎

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