她找到的抗體,可以對(duì)抗奧密克戎
助理研究員張綺的辦公桌在清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院A205實(shí)驗(yàn)室的最里面,和學(xué)生的工位擠在一起,一步之外就是實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)。這張略顯局促的辦公桌上沒什么裝飾物,隔板上用膠條貼了兩張A4紙,分別是“實(shí)驗(yàn)室具有的突變株、單點(diǎn)突變S克隆”和氨基酸化學(xué)式圖。
A205實(shí)驗(yàn)室和張綺的辦公桌是相同的風(fēng)格,實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)上擺滿了實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器,寫好的便利貼被匆忙地貼在了操作臺(tái)的柜門上。整間實(shí)驗(yàn)室就像一位“理工男”,質(zhì)樸、務(wù)實(shí),沒有任何花哨。就是在這間實(shí)驗(yàn)室里,張綺找到了我國首個(gè)新冠病毒特效藥里的兩株抗體。
這兩株抗體分別為BRII-196(安巴韋單抗)和BRII-198(羅米司韋單抗)。2021年12月23日,哥倫比亞大學(xué)在國際性科技期刊《自然》上發(fā)表了一項(xiàng)新的研究成果,研究者找到全球19株有代表性的新冠病毒抗體,檢測它們對(duì)抗奧密克戎毒株的能力,其中18個(gè)抗體的中和活性為負(fù)值,只有張綺找到的BRII-198抗體的中和活性為正值——2.2,這意味著面對(duì)奧密克戎這個(gè)讓全球陷入新一輪恐慌的新冠變異毒株,BRII-198抗體的中和活性較之前提高了2.2倍。
去年12月8日,由清華大學(xué)張林琦教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜研發(fā)的我國首個(gè)新冠病毒特效藥獲得中國藥監(jiān)局應(yīng)急批準(zhǔn)上市。張綺就是張林琦團(tuán)隊(duì)中的一員。張林琦說,整個(gè)藥物研發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)就是尋找最有效的抗體,而這項(xiàng)工作主要是由張綺負(fù)責(zé)完成的。
先找到BRII-196抗體
新冠病毒進(jìn)入人體后,需要感染細(xì)胞才可以繼續(xù)繁殖并攻擊人體,如果有中和抗體把病毒攔截于細(xì)胞之外,那么病毒就無法在人體內(nèi)存活。新冠特效藥的研發(fā)就是基于這個(gè)看似簡單的原理。
張林琦團(tuán)隊(duì)研發(fā)新冠特效藥的工作從2020年1月12日開始。當(dāng)天,我國向世界公布了新型冠狀病毒基因組序列信息。也是在同一天,武漢已累計(jì)報(bào)告確診患者41例,其中一例死亡。這場沒有硝煙的戰(zhàn)爭,已在武漢打響,并開始引起全國的關(guān)注。
3天后的晚上9點(diǎn),在離武漢1000多公里外的北京清華園內(nèi),張林琦和生命科學(xué)院王新泉教授共同召集團(tuán)隊(duì)開會(huì),啟動(dòng)尋找新冠病毒中和抗體的工作。專門攔截新冠病毒的高效中和抗體混雜在人體內(nèi)上億個(gè)抗體中,團(tuán)隊(duì)遇到的第一個(gè)難題便是找到這些抗體。
通過和深圳市第三人民醫(yī)院黨委書記劉磊、教授張政與副研究員鞠斌的合作,2020年2月9日,張林琦團(tuán)隊(duì)拿到了初步篩選的206株新冠病毒抗體基因。張綺接棒負(fù)責(zé)尋找里面中和活性最好的抗體。
在拿到抗體之前,張綺就已經(jīng)搭建好了一個(gè)可以測試抗體中和活性的系統(tǒng),并用其他小分子藥物做了測試,在短時(shí)間內(nèi)做好了前期準(zhǔn)備工作。
當(dāng)時(shí),全世界范圍內(nèi)都沒有抗新冠病毒單克隆抗體的結(jié)構(gòu)信息。張綺是第一撥摸著石頭過河的人之一。由于沒有結(jié)構(gòu)信息提示抗體的作用靶點(diǎn),張綺只能反復(fù)地進(jìn)行交叉競爭實(shí)驗(yàn),摸索著前行。
時(shí)隔一年多,張綺回憶起當(dāng)時(shí)的狀態(tài)時(shí)說,那時(shí)整個(gè)人的精神狀態(tài)都是高度集中的,每天吃什么、穿什么已經(jīng)完全不重要了,就只想著實(shí)驗(yàn)的時(shí)間表,“幾點(diǎn)要干什么,就一定要去干,該做的事情一定要做全了”。
在抗擊新冠肺炎疫情的斗爭中,臨床一線的醫(yī)生逆行出征、白衣執(zhí)甲,近距離地與病毒進(jìn)行殊死搏斗,而科研人員則在實(shí)驗(yàn)室里,以另一種方式與病毒賽跑。那段時(shí)間張綺常常工作到深夜一兩點(diǎn)才回家,早晨6點(diǎn)又來到了實(shí)驗(yàn)室繼續(xù)工作,“實(shí)驗(yàn)如果早一天做完,早一天去申報(bào),(藥物)就有可能早一天被批準(zhǔn),早一天用到病人身上”。
2020年3月2日,習(xí)近平總書記來到清華大學(xué)考察調(diào)研新冠肺炎疫情防控科研攻關(guān)工作。他走進(jìn)了A206實(shí)驗(yàn)室,鼓勵(lì)和囑托團(tuán)隊(duì):“人類同疾病較量最有力的武器就是科學(xué)技術(shù)”。
3天后,張綺找到了中和活性最強(qiáng)的BRII-196抗體,辦公桌上的那臺(tái)電腦里記錄了這株抗體令人欣喜的數(shù)據(jù)。當(dāng)天,張林琦、張綺和幾位學(xué)生還和顯示器上的數(shù)據(jù)合了影,以記錄這具有歷史意義的時(shí)刻。
可以對(duì)抗奧密克戎的BRII-198抗體
在找到BRII-196抗體后,張林琦團(tuán)隊(duì)沒有止步,而是與騰盛華創(chuàng)醫(yī)藥技術(shù)(北京)有限公司的朱青博士等研發(fā)人員共同決定,繼續(xù)尋找另一個(gè)抗體,一起打配合戰(zhàn),以應(yīng)對(duì)今后可能會(huì)出現(xiàn)的變異毒株。從阿爾法毒株、德爾塔毒株再到現(xiàn)在肆虐全球的奧密克戎毒株,無不證明了當(dāng)時(shí)這個(gè)決定的正確性。
值得一提的是,同樣是冠狀病毒的SARS病毒和MERS病毒其實(shí)并沒有很活躍的突變,張林琦團(tuán)隊(duì)對(duì)這兩個(gè)病毒也進(jìn)行了相關(guān)研究。在2020年年初十分緊張的大環(huán)境下,如果只選用一株抗體,不再多花時(shí)間選用“備胎抗體”,也是合情合理的。然而,張林琦團(tuán)隊(duì)選擇了更加保險(xiǎn)、穩(wěn)妥的方案。
“備胎抗體”的篩選并不是一帆風(fēng)順的。在確定了第一株抗體后,和它一同配合的第二株抗體,在中和活性需要達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí),還不能與第一株抗體存在競爭性。兩株抗體要達(dá)到1+1>2的效果。
兩個(gè)抗體的競爭性是指,兩個(gè)抗體相互競爭著攔截病毒,競爭性高便會(huì)影響抗體的聯(lián)合使用。經(jīng)過反復(fù)地篩選,張綺剔除掉了很多有50%以上競爭性的抗體,剩下為數(shù)不多的抗體中有一株和BRII-196抗體有40%的競爭性。這個(gè)抗體被選為了“備胎”。
但是“40%”這個(gè)數(shù)據(jù),在張綺心里一直是個(gè)過不去的坎兒?!?0%,這是個(gè)真競爭還是假競爭?其實(shí)有些說不清,像是有個(gè)什么東西一直在撓著你,你知道應(yīng)該問題不大,但就是有點(diǎn)不放心?!奔m結(jié)再三,張綺決定再去試著找一找新的抗體。
在爭分奪秒的緊要關(guān)頭,張綺又耐下心來,多花了兩三周的時(shí)間,找到了一株和BRII-196抗體基本是0%競爭性的抗體——BRII-198抗體。經(jīng)歷了一年多,新冠病毒已經(jīng)變異出了奧密克戎毒株,在這個(gè)有著37個(gè)突變位點(diǎn)的變異株面前(德爾塔毒株是11個(gè)突變位點(diǎn)),眾多抗體都敗下陣來,而BRII-198抗體的中和活性卻更強(qiáng)了。
在尋找BRII-198抗體的過程中,張綺還加入了一點(diǎn)自己的“小心思”,在保證中和活性的前提下,張綺選擇了一個(gè)比較“小眾”的抗體。“病毒在突變過程中,為了可以成功逃逸,會(huì)針對(duì)比較多的那類抗體去突變,而‘小眾’的概率就低了很多。”
這里的“小眾”,張綺解釋說:“這個(gè)抗體的中和活性肯定是比較好的,但是又不是最好的,此外,和大多數(shù)抗體相比,它和病毒結(jié)合時(shí)的靶點(diǎn)位置比較小眾”。
去年11月下旬,世界衛(wèi)生組織公布了奧密克戎株的基因信息,它的突變位點(diǎn)數(shù)量明顯多于近兩年流行的所有新冠病毒變異株。
張綺告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者,她看到奧密克戎株的基因序列信息中病毒和細(xì)胞結(jié)合的靶點(diǎn)位置后,大概就清楚了自己之前找的BRII-198抗體對(duì)它會(huì)有效,“比較有信心。”此外,因?yàn)閾?dān)心新冠病毒變異株會(huì)導(dǎo)致抗體失活,張綺及團(tuán)隊(duì)中的其他成員此前還專門針對(duì)單個(gè)突變位點(diǎn)測試過,抗體均保持了較好活性。此次奧密克戎株的37個(gè)突變位點(diǎn)相當(dāng)于是單個(gè)突變位點(diǎn)的綜合。
當(dāng)然,抗體是否能保持活性,最終還需要看實(shí)驗(yàn)室的檢測結(jié)果?;蛐畔⒐己?,張林琦團(tuán)隊(duì)也第一時(shí)間做了針對(duì)奧密克戎株的抗體活性檢測,經(jīng)過合成基因、嵌合病毒包裝、中和活性檢測等長達(dá)一周多的實(shí)驗(yàn)工作,實(shí)驗(yàn)結(jié)果終于出來了:我國首個(gè)新冠特效藥對(duì)奧密克戎毒株仍保持著良好的活性。
聚光燈之外的地方
當(dāng)被問及當(dāng)初選用“小眾”抗體的“小心思”是如何產(chǎn)生的時(shí),張綺說,這可能離不開自己之前多年研究抗體的經(jīng)驗(yàn),這其中有很多并沒有出什么成果的“無用功”。
2005年,從武漢大學(xué)畢業(yè)后,張綺進(jìn)入德國哈勒維滕貝格大學(xué)攻讀碩士和博士學(xué)位,這期間,她開始了人工抗體領(lǐng)域的研究工作。德國的博士是出了名的難畢業(yè),張綺說:“整個(gè)德國的節(jié)奏都比較慢,德國人會(huì)覺得時(shí)間長不是問題,但是活兒一定要做好,會(huì)對(duì)工作中的每一個(gè)點(diǎn)都進(jìn)行特別細(xì)致地推敲?!边@也是吸引張綺申請(qǐng)德國的大學(xué)的原因。
張綺的博士畢業(yè)答辯用了半天時(shí)間,她耗時(shí)4年寫成的畢業(yè)論文經(jīng)受住了教授們的輪番“拷問”,不僅順利地通過了答辯,還最終獲得了“Magna Cum Laude”(Magna Cum Laude譯成中文為“極優(yōu)等”,畢業(yè)生中的前10%才可獲此殊榮——記者注)的成績,這是德國學(xué)生都很少能獲得的優(yōu)異成績。
哈勒維騰貝格大學(xué)是德國一所著名的綜合性大學(xué)。在這所有著500多年建校歷史的大學(xué)里,張綺接受了8年系統(tǒng)而扎實(shí)的科研訓(xùn)練。2013年,張綺進(jìn)入張林琦團(tuán)隊(duì),開始從事傳染病抗體的研究工作,主要是做艾滋病的抗體研究。艾滋病病毒的變異和新冠病毒的變異完全不是一個(gè)量級(jí),前者經(jīng)常在一個(gè)人的身體內(nèi)就可以變異出多達(dá)上百種的變異毒株。在沒有新冠肺炎疫情之前,張綺的日常工作主要是研究艾滋病病毒。
然而,包括張綺在內(nèi)的眾多科研人員,多年來對(duì)艾滋病病毒的研究并沒有取得特別重大的研究成果。從藥物來說,感染者需要持續(xù)服藥對(duì)病毒進(jìn)行暫時(shí)的壓制,一旦停藥,病毒對(duì)人體的攻擊就會(huì)反彈,此外,防控艾滋病病毒的疫苗,全世界目前都沒有研制成功。
“對(duì)艾滋病的研究工作雖然很難,但是積累的技術(shù)、方法及儲(chǔ)備的知識(shí)都非常有用?!睆埦_解釋說,這次尋找新冠抗體所用的方法和技術(shù)就是基于之前的積累。最開始確定的雙抗體聯(lián)用方案也是借鑒于艾滋病治療領(lǐng)域常見的“雞尾酒療法”。
在張綺看來,科研過程中那些閃閃發(fā)光的靈感背后都是無數(shù)個(gè)日夜的積累?!斑@個(gè)積累的過程對(duì)我們來說,就像是拿個(gè)小錘子在山洞里鑿礦一樣,大部分時(shí)間都是黑暗的。”
如何在黑暗中堅(jiān)持下去?張綺說,需要有一個(gè)信念支持。
2020年2月中下旬,是張綺尋找抗體過程中最為膠著的一段日子,當(dāng)時(shí)武漢的抗疫形勢尚未明朗,看著每日大量新增的確診病例,張綺總是在想,自己正在研究的這個(gè)藥,萬一能用于患者,拯救了生命,那將會(huì)很有意義。
“萬一”這個(gè)小概率的對(duì)立面是“萬分之九千九百九十九”。而這“萬分之九千九百九十九”在張綺看來,并不意味著沒有價(jià)值,作為科研人員,用自己的學(xué)識(shí)儲(chǔ)備去探索未知是本職工作,“你不一定是最后摘得果子的那個(gè)人,如果我沒做成,但是我告訴別人我為什么沒成,這也是在貢獻(xiàn)自己的價(jià)值?!?/p>
備注:哥倫比亞大學(xué)發(fā)表的論文題目為《新型冠狀病毒的奧密克戎變種表現(xiàn)出嚴(yán)重的抗體逃逸》(Striking Antibody Evasion Manifested by the Omicron Variant of SARS-CoV-2)
中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 劉昶榮 來源:中國青年報(bào)