库瓦病毒病(库娃病毒)

聚焦病毒、病菌两大类传染病，IBT如何研发丝状病毒广谱治疗剂？

2020年的开场让人错愕又难受，突兀出现的传染病让人们如临大敌、全副武装。数百年来，人类与传染病的斗争也从停止过，但从过来人的眼光看，人类已经在与传染病的斗争中积累了许多宝贵经验，并在生命科学上有了巨大的飞跃，即便是那些臭名昭著的传染病也在历史的长河中归于平静，威胁人类生命的第一杀手已经让位给了心血管、癌症等疾病。

就像丛林中的猎人，没有遭遇豺狼虎豹不代表你就可以不警惕。人类在传染病上的研究未有丝毫松懈，即便是已经暂时成为过去式的埃博拉病毒、等令人闻之色变的强传染病，生命科学界也未停止一天对它们的研究。

传染病源主要分为病毒和病菌两类，对于病菌引起的传染病，人们最先想到的治疗手段便是抗生素，而对于只有核酸和蛋白质外壳组成的病毒引发的传染病，人类的首选疗法便是围绕其疫苗展开。

Integrated BioTherapeutics（后文简称：IBT）便是一家围绕病毒、病菌两大类传染病源展开制剂研发的生物技术公司。该公司专注于研发针对新型传染病的新型疫苗和疗法，旗下有三大技术平台“工程疫苗设计平台”“猕猴衍生的人单克隆抗体平台”以及“针对细菌表面的工程化抗毒素抗体（ISTAb）开发平台”，旨在研制出埃博拉病毒、马尔堡病毒、炭疽杆菌等感染治疗药物。

IBT成立于2005年，位于美国马里兰州罗克维尔，最初由美国国家过敏和传染病研究所 （NIAID）、美国国防部（DoD）以及马里兰州技术开发公司（TEDCO）共同出资（种子轮）启动，由M. Javad Aman博士创建。

M. Javad Aman博士毕业于美因茨大学分子生物学与免疫学专业，对细胞因子在基质细胞微环境中对造血谱系发育的作用进行过深入研究，证实了干扰素α对骨髓基质细胞因子的深远影响，并对慢性粒细胞白血病患者的多种干扰素α临床试验进行了辅助实验室分析。

1998年，M. Javad Aman博士又进入弗吉尼亚大学进行分子免疫学博士后深造，围绕B细胞抗原受体信号传导机制进行了深入研究。

在创建IBT之前，M. Javad Aman博士曾在美国陆军传染病医学研究院（MRIID）担任首席科学家，在职期间便对埃博拉病毒、马尔堡病毒进行了相关疫苗开发，为后续创建IBT奠定了研究基础。

IBT团队的部分核心成员

除了M. Javad Aman博士，IBT团队还有数十位的全职博士在该公司担任核心职位（如上图），助力IBT更快更广覆盖传染病细分领域。

其中，IBT Bioservices是IBT运营的子公司，专门负责感染疾病相关的CRO业务，为工业和学术客户提供最新的传染病发现和动物模型测试服务。

IBT将临床管线分为了抗病毒和抗病菌两大方向，抗病毒产品线主要包括独特的泛丝状病毒抗体候选药物，能够对埃博拉、苏丹和马尔堡等病毒有广谱治疗效果；抗病菌产品线主要针对与葡萄球菌感染相关的类毒素疫苗，能够治疗由SEB（葡萄球菌肠毒素B）感染引起的中毒性休克综合征。

IBT的部分抗病毒管线

从抗病毒产品线上讲，目前IBT有着五条抗病毒管线，其中有三条管线都覆盖到了丝状病毒，剩余两条管线分别是与Mapp Biopharmaceutical合作的alpha病毒抗体研发管线，以及与斯坦福大学合作的丙型肝炎（HCV）抗体研发管线。

丝状病毒治疗制剂的研发是IBT抗病毒管线中的一大亮点。丝状病毒属于单股反链RNA病毒目，是一种感染脊椎动物的病毒，已知的丝状病毒有埃博拉病毒、马尔堡病毒和库瓦病毒等。值得一提的是，对于丝状病毒目前尚无获批的治疗剂或疫苗。

而IBT进展最快的便是对丝状病毒能够广谱治疗的“泛丝状病毒抗体”研发管线，该管线已经进展到潜在客户选择（Lead Selection）阶段。考虑到未来丝状病毒爆发的不可预测性，这种具有广谱治疗效果的泛丝状病毒抗体将对未来医学和传染病防控具备更高的价值和意义。

IBT能够对丝状病毒进行广谱治疗的“泛丝状病毒抗体”其本质是免疫治疗，是一种针对丝状病毒的单克隆抗体（mAb），能够对潜在遭受丝状病毒感染的人员进行预防，以及对感染患者进行预后治疗。

IBT已经从众多候选化合物组合中确定了一组独特的抗体混合物，能够同时具备针对埃博拉病毒、苏丹病毒和马尔堡病毒的广谱治疗作用。

目前，IBT已经在小鼠模型中对泛丝状病毒抗体候选药物进行了试验，候选药物表现出了良好的亲和力和治疗能力。公司后续也将进一步确定其在非人类灵长类动物中的疗效，并对泛丝状病毒候选抗体进行进一步的表征和评估，以选择单个mAb或混合物来进行IND和临床试验。

除了泛丝状病毒抗体研发，IBT也正在开发针对泛丝状病毒的疫苗。公司根据工程疫苗设计技术平台设计出了泛丝状病毒疫苗的雏形，并与生物技术公司Agilvax达成战略合作，Agilvax将采用IBT的Pan-Ebola和Pan-Filovirus单克隆抗体（mAb），从其广泛的病毒样颗粒（VLP）中选择亲和度高、治疗性好的VLP疫苗。

除了丝状病毒抗体、疫苗的研发，IBT还从第三个角度——马免疫球蛋白方向去尝试开发治疗剂。

这是IBT与奥本大学、Emergent Biosolutions（EBSI）合作的一个项目，共同开发针对丝状病毒的马免疫球蛋白治疗产品（anti-GP F（ab’）2）。

IBT与其合作者设计了一种新颖的马免疫方法，可产生针对埃博拉、苏丹和马尔堡病毒的高滴度血浆，并且已经在小鼠模型中展现出良好的治疗效果。

在抗病菌方面，IBT有四条核心管线，覆盖到了金黄色葡萄球菌、艰难梭菌、炭疽芽孢杆菌等病菌感染上。

其中进展最快的是对抗金黄色葡萄球菌肠毒素B（SEB）的类毒素疫苗StebVax研发上，已经完成临床一期试验，公司正在准备进入到临床二期研究阶段。

IBT的部分抗病菌管线

金黄色葡萄球菌是一种常见的食源性致病微生物，常寄生在人和动物的皮肤、鼻腔、咽喉、肠胃、痈、化脓疮口中，感染症状表现为局部化脓等。

IBT正在开发的STEBVax疫苗则是用于预防由葡萄球菌肠毒素B（SEB）感染引起的中毒性休克综合症。据悉，STEBVax的开发权益由IBT从美国陆军传染病医学研究所（USAMRIID）获得。

STEBVax是SEB基因重组后的新形态，其包含三个点突变，这些突变可破坏毒素与人类主要组织相容性复合体（MHC）II类受体的相互作用，并在保持免疫原性的同时使蛋白质无毒。STEBVax也是目前世界上唯一的高级SEB疫苗候选药物。

在小鼠和非人类的灵长类动物实验中，STEBVax疫苗体现出更高的免疫原性、安全性和稳定性。

针对金黄色葡萄球菌，IBT还开设了一条新的疫苗管线IBT-V02，这是一种多价类毒素疫苗，用于预防由金黄色葡萄球菌引起的复发性皮肤和皮肤结构感染（SSSI）。

这种疫苗与以往的金黄色葡萄球菌疫苗非常不同，规避了以往该类疫苗的诸多副作用，例如以金黄色葡萄球菌表面为靶标可导致有害的免疫反应，而IBT-V02类毒素疫苗则具有保护作用。

目前，IBT-V02成为受临床和流行病学证据大力支持的金黄色葡萄球菌疫苗候选物。IBT也在先前的试验中证明了其在小鼠和兔子等八种不同动物模型中显示出的显着疗效，公司也计划于2020年进入临床一期安全性和免疫原性试验。

据悉，IBT-V02是IBT在CARB-X和NIAID的资助下开发的唯一用于金黄色葡萄球菌的完全类毒素疫苗。

而剩余两条抗病菌的临床管线是IBT的用于治疗艰难梭菌感染（CDI）的Cd-ISTAb工程抗体，以及用于治疗炭疽杆菌感染的Ba-ISTAb工程抗体，这两种工程抗体研发过程都使用到了IBT的专有技术ISTAb——使用感染位点靶向中和抗毒素抗体的新技术。目前，这两条管线IBT都仅进展到临床前阶段。

2017年8月，IBT完成了由美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）支持的660万美元融资。

后续在2019年8月，IBT的Rajan Adhikari博士、Ramin Hakami博士与生物科学与生物技术研究所（IBBR）的研究员Dr. Daniel Nelson博士成立专项小组，研究一种细菌性疾病治疗方法，从而又获得了美国国立卫生研究院的300万美元的第二阶段STTR奖项，以支持其疗法在非人类灵长类动物中进行优化实验和发展。

该疗法是一种结合毒素的人源化抗体和一种与细菌表面紧密结合的蛋白质组成的免疫疗法，能够将抗体特异性地引导至感染部位，在这些部位中和毒素并向免疫系统发出信号以杀死细菌。

而在合作方面，M. Javad Aman博士也在一次采访中表示，他们期待与具有互补技术的学术机构或生物技术公司合作，并建立专注于转化研究的长期合作关系。

据悉，IBT目前的学术合作伙伴包括了美国陆军传染病医学研究所、斯克里普斯研究所、哈佛大学以及加州大学等。

“面对随时可能爆发的传染病，人类最大的挑战便是如何及时、有效地制定针对新型传染病的预防和治疗对策。”M. Javad Aman博士表示，“传播的菌株可能会随着时间和地域的变化发生突变，而这一点在金黄色葡萄球菌等细菌演变上更为明显。IBT的方法是找到病毒病菌中的毒力因子，这种方法对埃博拉病毒非常有效，我们找到能够广泛中和的抗体，以此来抵御所有埃博拉病毒。”

M. Javad Aman博士补充道：“对于金黄色葡萄球菌，制剂研发的挑战在于它有很多的毒力因子，我们已经开始通过合理地设计类毒素去中和这些毒力因子。目前我们的抗体/疫苗已经覆盖到了15种病毒/病菌，我们希望能够覆盖更多循环菌株，以及将来可能出现或重新出现的菌株。”

食人族的潘多拉魔盒——库鲁与朊病毒

祝福抑或诅咒

与其让我所爱之人死后经受蠕虫啃咬，昼夜不宁，不如食其骨肉，让彼之灵魂予以我之肉体不断传衍下去，这是我对于死去之人最深的悼念。

Fore地区的人们相信，人有五个灵魂，分别为auma、ama、kwela、aona和yesegi。当人死去的那一刻，auma会立刻脱离身体，前往极地，等待重生；ama会留在现世，帮助家人完成葬礼，当满怀爱意和悲痛吃掉死者后，ama会祝福食用过的人，并且会增强他们的aona；aona代表了人的能力，会被传递给死者最爱的孩子；kwela是尸体腐烂时候释放出的污染物质，如果葬礼没有妥善安排，那么kwela就会伤害家人，只有吃掉尸体，才是最大程度净化kwela，并且kwela还会保护吃掉尸体的家人免受他人攻击；yesegi代表了神秘力量，可助其成为战士和巫师。

正是秉持着这样一种信念，生活在Fore地区的人们将此种传统保留了许久，当然，具体的食人步骤在今天的我们看来是十分惊骇的，人体除了胆囊，肉、内脏、大脑甚至骨髓都会被吃掉，这样食人的传统，自然可说是顽固，不开化！但是这是他们悼念逝者的仪式，虽然可怕但是也能稍微理解。不过残酷的是，这样的一种传统践行，祖先所带来的并不是祝福，而是诅咒。

一种名为库鲁的疾病开始在Fore地区以及与Fore通婚的相邻地区肆虐。

Fore村庄，一排居中为一名库鲁患者

库鲁最初是在单个个体中产生的， 大脑产生了致病性传染因子，通过食用已故亲属这样传统的丧葬仪式，传染性病原体得到回收，变得更厉害。社区内感染，放大了疾病的威力，导致了流行病。

库鲁病潜伏期可达4~30年不等，前驱期特征为头痛和关节疼痛，通常是膝盖和脚踝在先，然后是肘部和手腕。这一过程会持续几个月，不会有发烧等典型传染病的表现；下一个阶段是“行走阶段”，刚开始会出现轻微的行走不稳，大约一个月左右会逐渐发展成明显的运动障碍和共济失调。先从主干开始振颤，温度下降会加剧颤动，接下来是末端的痉挛蜷曲以及眼球振颤。他们行为荒诞，死期将至；到了最后一个阶段，患者卧床不起，大小便失禁，伴随有痴呆症状，因为难以进食，常处于饥饿状态，在家人的围绕下，等待死神的垂怜。

患有库鲁病的孩子

Fore对将死的亲戚给予了令人难以置信的支持，他们从未抛弃过任何一名家庭成员，他们和垂死的病人一起居住，父母会怀抱患有库鲁病的孩子，丈夫会耐心陪伴在临终的妻子身边。但Fore不明白到底发生了什么，是先祖的诅咒吗，是先祖抛弃了他们吗？

科学家盖度谢克深入森林，寻找库鲁病的病因。他解剖尸体，没有发现可疑微生物和致病菌，搜寻水源，检查食物，还是没有可疑的的地方，他看着身边不断有Fore居民患上库鲁病去世，但自己却没事，一度怀疑是遗传病。

事情的转折点在于某次为当地长老举行的葬礼中他私藏了一片大脑，他将这一片样本带回实验室捣碎后，移植到大猩猩的脑中，后大猩猩也染病。接下来他将染病的大猩猩的大脑分为两部分处理，一部分过滤掉病毒和微生物，保留蛋白质颗粒，另外一份使用蛋白酶处理，变性所有蛋白质。结果第一份具有感染性，而第二份没有。盖度谢克写信道，库鲁病是由于一种未知的病原体引起的传染性疾病。

1966年盖度谢克在nature发布关于大猩猩的试验

库鲁病流行高峰时期，杀死了Fore 1-2% 的人口，由于女性和幼儿更易接触到内脏和大脑等危险物质，暴露疾病下的风险更大，当时在一些村庄甚至都没有女性存在。直至澳大利亚当局在 1950 年代中期颁布禁止仪式性同类相食禁令后逐渐改善。

罪恶之源阮病毒

阮病毒病可以发生多种哺乳动物类型中，包括人类，而人类阮病毒病可以是偶发的、遗传的、获得的。事实上，以库鲁为代表的获得性阮病毒病只占5%左右。遗传性的阮病毒病没有明显的性别偏好，相比于偶发，常在更年轻的时候表现出来，偶发的高峰年龄是67岁。

库鲁病是历史上第一个已记载的人类阮病毒病，而痒病是已知最久的传染性海绵状疾病(TSE)。痒病起初被认为是寄生虫引起的肌肉疾病或者是某种慢进程的病毒，但是随着研究的深入，发现它对破坏核酸的治疗有抗性，对破坏蛋白质的治疗敏感，于是猜测痒病为一种可复制的蛋白质引起。第一次使用术语prion来描述这种TSE的蛋白质感染颗粒。如果你对上述几种阮病毒病还感到陌生的话，疯牛病那一定不陌生了，这也是阮病毒病的一种。

阮病毒致病是因为宿主编码的阮病毒蛋白PrP发生了错误折叠，具体的传染机制目前尚不完全知晓，但是对此也有一些猜测，我们在后面会提及到，但是对于其致病的异构体人们已经有了认识。

蛋白假说认为致病的是PrPC的异构体PrPSc。两者都是由位于人类20号染色体短臂上的PRNP基因编码而成的相同序列，在mRNA，一级结构方面没有明显差异。PrPSc异常在二三级结构——PrPC多含α螺旋，PrPSc则是β折叠，这造成了其性质的差异——PrPSc对蛋白酶消化具有显著的抵抗力，且具有聚集成淀粉样的纤维杆状结构的倾向。

图1

图2 PrPSc和PrPC的差异性

蛋白质错误折叠循环扩增技术（PMCA）强有力支持了蛋白假说—— PMCA能通过将传染性PrPSc和健康脑匀浆超声循环来扩增PrPSc数量。即PrPSc可以转化正常的PrPC，进程以指数形式增长。

PrPSc感染模型的两种假设

在传播实验中，常用的感染途径是脑内接种，就是盖度谢克对大猩猩做的那样，因为大脑中的PrPC浓度高，阮病毒可以快速复制。但是这不是自然环境下会进行的途径，除了 iCJD 病例（接触到了朊病毒污染的神经外科材料、电极探针或尸体硬脑膜移植）。通常，朊病毒通过外围途径进入宿主，克服重重障碍后到达大脑。

像库鲁病，获得阮病毒是食用了受朊病毒污染的食物，当通过口腔进入人体后，阮病毒在肠道相关淋巴组织 (GALT) 中的传染性增加，接下来阮病毒会通过周围神经到达神经系统，逐步朝大脑进发。

人们对朊病毒疾病的理解不断加深。库鲁的流行病学模式表明，人类疾病可以通过口服等外周途径来进行传播，不光于此，其他具有 TSE 某些特征的错误折叠障碍的研究也有了新的思路，例如阿尔茨海默病，有报告称PrPC可能作为b-淀粉样蛋白寡聚体的受体起作用或可促进AZ的淀粉样蛋白斑块的形成。

库鲁病患者的典型的海绵状感染

将 TSE 与其他由蛋白质错误折叠和聚集引起的神经退行性疾病区分开来的主要特征之一是它们的同一物种和其他物种的个体之间的传染性。

朊病毒疾病可以从其自然宿主“跳出”。但由于物种屏障的存在，这一过程并不是那么简单，所造成的结果也不是都致死。

主要的种间传播方式

为尽量减少朊病毒疾病传播风险而采取的措施必须考虑到这些疾病的许多不寻常特征：(i) 潜伏期长，至数年或更长时间；(ii) 能够在大脑中引起广泛病变 ；(iii) 朊病毒的显着抵抗力。

尽管人类在与阮病毒战斗的过程获得了相当的知识，但是仍然有很多但未预料到获得性朊病毒疾病的出现；尽管其种间传播不易，但是仍然需要对人畜共患病的可能性保持警惕性。要对为其未来可能对人类健康构成的威胁做好准备。

目前还尚未有明确的治疗可以延缓甚至逆转阮病毒病的进程，主要还是对症治疗。如果有癫痫，就用抗癫痫的药如苯妥英，卡马西平等；有肌痉挛可以用低剂量的氯硝西泮；吞咽困难可以考虑安食管来帮助进食；如果出现了幻觉/妄想等精神疾病，需要小剂量的抗精神病药治疗。

除了这些被动的治疗，也有一些新的发展，比如抗PrP 抗体疗法，意图阻断PrPC 的被转化；siRNA 疗法的作用是抑制PrPC 的表达，从而减少可转化为 PrPSc 的底物，从而成功抑制疾病进展。对于遗传类的阮病毒病，结合遗传检测与脑成像和体液 PMCA 的开发策略相结合可提供治疗和预防帮助。