生产人造抗体对抗病毒

——专为抗击新型冠状病毒研究

 


有研究发现,痊愈的新冠肺炎病人,血液中含有抗体,可以提取血浆,经过制备,可用于给重病人和危重病人治疗,效果比较理想。抽400毫升血,可以用于1-2个病人。这就遇到瓶颈了:①很多人不愿意献血,他们还处于恢复期,担心降低自己的抵抗力,影响自己的身体健康。②献血的人痊愈4-8周才比较安全。③有些愿意献血的人,由于身体不好,或有某种疾病,也不适合采血。④目前痊愈的病人少,在治的病人多,处于僧多粥少的状况。

当然,形势在一天天好转,瘟疫由进攻、相持到退却,现在处于退却初期,取得决定性的胜利应是在三月,四五月就应取得彻底胜利。为了预防疫情反弹或反转,也为了今后长期对抗新型冠状病毒和其他病毒,还是要研究开发人造抗体的生产技术和方法。

抗体为什么能对付病毒呢?根据《生命是什么?》的理论,病毒外表有某个或多个蛋白质刺突,能与细胞表面某个或多个蛋白质(受体)结合,这样病毒就粘附到细胞上了,随后病毒壳与细胞膜融合,病毒RNA或DNA进入细胞内繁殖。免疫细胞发现这种情况后,就从DNA链中检索出某个基因(在《生命是什么?》出版以前,人类认为是垃圾基因),这种基因能合成某种特殊蛋白质,能与病毒刺突结合,或能破坏病毒刺突,或能包裹病毒刺突,这种病毒就不能粘附和进入细胞了。已经进入细胞的病毒,也会遇到抗体,因为含有抗体的血浆能透过细胞膜进入细胞,细胞内的病毒刺突被封堵或破坏后,这些病毒被释放到细胞外时,也不能粘附和进入其他细胞了。

利用抗体对付病毒的方式,在《抗病毒药物研究指引》一文中,可以归入“三、用基因工程制造抗病毒药物:8.破坏病毒表面蛋白”,常见的是给病毒刺突戴一顶帽,病毒就不能粘附到细胞上了。但抽血提取抗体还不算基因工程,本文是通过基因工程制造抗体,算是技术上更上一层楼。

人类把免疫细胞为病毒刺突量身订做的蛋白质叫抗体,把病毒刺突或病毒叫抗原。抗体与抗原为什么能结合呢?因为两者都是蛋白质,蛋白质是多肽链,是由几十个至几百个氨基酸(残基)串在一起的,氨基酸与氨基酸是比较容易“咬合”到一起的,种类合适就能“咬合”到一起了,“咬合”后经脱水就结合在一起了,由于脱掉了H和-OH,氨基酸就剩下所谓的“残基”了,“残基”与“残基”结合在一起,这叫脱水缩合。

由于“残基”获得水就还原为氨基酸,水是易得物质,因而不妨把“残基”概略视为氨基酸。许多书籍和文章都称蛋白质是由氨基酸串在一起组成的,就是把“氨基酸残基”视为氨基酸,就像人缺了一条胳膊一条腿,还是可以称为人。

既然人人都能制造抗体,那么遇到病菌和病毒就不用怕了,怎么还会患病和死亡呢?事情没那么简单:①免疫细胞检索基因需要时间,说不定要一一试验,才能找出对应基因,生产抗体也需要时间。如果病情发展得很快,来不及合成或合成不了足够的抗体,人就死亡了。②有个比速度和比数量的问题,要看病毒繁殖快还是抗体生产快。③人处于患病状态时,由于体内有毒素,各种细胞和功能都受影响,免疫细胞能不能正常生产抗体也很难说。比如,生产抗体需要原料,原料是氨基酸,氨基酸来自蛋白质,病人没有胃口,摄入蛋白质很少,或消化功能弱化,就不能合成足够的抗体了。④不排除人类基因库中没有对应的基因,这样就无能为力了。一般来说,只要地球存在的病菌和病毒,人类基因库都有对应的基因,不然人类也活不到现在,但有些全新的病毒,或进化得面目全非的病毒,人类基因库中可能没有对应基因。

为什么遇到攻击才检索和生产?因为大自然中的病菌和病毒实在太多,若平时免疫细胞提前生产和储备各种各样、数量庞大的抗体,这会浪费很多营养,细胞、血管和细胞间质的空间也难以容纳。人一辈子遇到病菌和病毒攻击的次数不算太多,大多被阻隔在皮肤之外进不来,多数抗体根本就用不上,因而免疫细胞准备好图纸、技术、工具和原料就行了,需要用到时再组织生产。这同工厂生产的道理一样,有需求,有订单,才组织生产,不会提前大量生产商品堆放在仓库。

人类可以把病毒灭活或减毒,这就叫疫苗;也可以提取病毒刺突,这也是疫苗,当然还要制成药剂。疫苗输入健康人体内后,免疫细胞就能合成抗体了,以后这种病毒就无法让人得病了。可见,抗体既可用于预防,也可用于治疗,预防是自己产生抗体,治疗是借用别人的抗体。

借不到那么多抗体怎么办?不妨人工生产。蛋白质都是基因合成的,一个基因合成一种蛋白质,基因是DNA长链中的某一段系列,这段系列先合成RNA,然后由RNA合成蛋白质,实际上就是把各种氨基酸一个个串在一起。

蛋白质有很多种,各有各的功能,人类有两万多个基因,估计也有两万多种蛋白质,有的作为结构,有的作为营养,有的作为武器(如蛇毒),有的在细胞化学反应中发挥作用,如各种酶,大多属于蛋白质,实际上就是化学反应中的催化剂。人工生产抗体的思路如下:

1.先找到合成抗体的基因。在痊愈病人的免疫细胞中找,这个应该不难找到,都把抗体合成出来了,不可能找不到,当然得找准。

2. 把合成抗体的基因剪切出来,植入细菌的DNA中。用CRISPR/Cas9或其他工具来剪,然后植入无毒性、生长快的细菌中,可试一下在一个DNA植入多个抗体基因,目的是提高产量,源源不断合成抗体。还可尝试把细菌DNA中的多余基因剪掉,然后植入众多的抗体基因。

3.给细菌提供适合的温度、营养和酶,刺激细菌分裂繁殖和生产抗体。这样细菌中就饱含蛋白质抗体了。

4.把细菌生产的抗体提取出来制成药物。这样就可以静脉注射进入人体了,也可以试验一下通过呼吸进入双肺,多管齐下,多路给药,不留死角。

如果细菌不肯生产抗体呢?那就要科技攻关了,要让细菌打开抗体基因并合成抗体蛋白,这应该是能够做到的,尽管有点难度。除了细菌还可以利用许多载体生产抗体,主要有以下一些:

1.改造患者的造血干细胞。可以试试,在造血干细胞中植入抗体基因,然后诱导分裂繁殖,并源源不断制造含有抗体的血液细胞,包括免疫细胞,输送到全身各处,这样病情就得到控制、缓解和痊愈了。

2.利用昆虫作为抗体生产平台。昆虫繁殖快,多数无毒性,也比较好控制,可以植入抗体基因,大量繁殖和饲养,然后提取出抗体,制成药物。

3.利用其他动物作为抗体生产平台。包括猪、牛、马、鸡、鸭、鹅、鱼等,哪种最有利选择哪种,要在胚胎干细胞中植入抗体基因,这样发育长大后所有细胞都含有抗体基因,并且都能制造出抗体。这些含有抗体的动物,就可以提取抗体了。还可尝试提供给病人食用,看看经过消化道后抗体是否受到破坏,如果能完整进入血液,或分拆成氨基酸后进入血液又重组为抗体,就可以提供给病人食用了。

4.利用家禽家畜的细胞作为抗体生产平台。把这些动物的细胞提取出来,植入抗体基因后,在实验室或生产车间中大量培养繁殖,然后提取抗体,制成药物。

以上所述,在现有技术条件下就能做到,不存在大的技术障碍,只需要进行小的技术攻关,解决合成抗体和制成药物中遇到的技术难题,在前进过程中遇到什么问题就解决什么问题。

这个研究是针对新型冠状病毒的,但适用于所有病毒,只要人体免疫细胞能制造出对应抗体,就能够通过人工大量制造出抗体来。若动物、植物、微生物才能制造这种抗体,也可以人工大量制造。总体上这属于基因工程技术,分支上这属于转基因技术,只是用于制造药物而已。

转基因技术不是罪恶,得看你用在哪里,就像一把菜刀,既可以切菜,也可以伤人,菜刀本身是无罪的,要提防的是持刀人故意伤人或过失伤人。

为什么由我来研究药物?病毒研究所不研究药物吧?他们研究的是病毒,而不是抗病毒药物。医生不研究药物吧?确切说研究药物的医生极少,医生的本职是使用药物。大学教授不研究药物吧?医科大学和药科大学的教授,极少研究药物,他们的主要工作是教学,有一部分人也搞科研,但研究药物的极少,有人泛泛谈一些理论,极少具体开发药物。药物研究所和制药公司的研究员才研究药物和开发药物,但这些机构和人员极少,甚至你可以数得出来有多少个人,研究新型冠状病毒药物的人就更少了。他们通常是药学家,略懂生物学和医学。我是生物学家,略懂医学和药学,这样我就有资格研究了。他们侧重于药学,我侧重于生物学,正好可以长短互补。至少,我可以在战略上给他们指一条路。由此可见,具有综合知识的人,才能做一些别人做不到的事。

因此,别以为我是狗拿耗子多管闲事。如果有人说我不行,那么你把行的那一套东西拿出来,提供给制药企业参考,只要能抛砖引玉就算达到目的了。



2020年2月19日



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