91儀器信息網(wǎng)訊 近日，醫(yī)學(xué)行業(yè)，“過敏”子行業(yè)優(yōu)秀級期刊《ALLERGY》刊登了一篇關(guān)于利用電鏡技術(shù)揭示過敏反應(yīng)分子觸發(fā)機理的成果：“Structure of intact IgE and the mechanism of ligelizumab revealed by electron microscopy”。

來自丹麥和德國的國際研究小組通過電鏡技術(shù)已經(jīng)能夠描述IgE型抗體的整體結(jié)構(gòu)，IgE是過敏性疾病的關(guān)鍵分子。這是一項科學(xué)突破，為深入了解過敏反應(yīng)的基本機制提供了重要的見解，并可能為更有效的過敏藥開發(fā)鋪平道路。

抗體是人體免疫系統(tǒng)中最基本和最通用的分子。存在于人類體內(nèi)的不同類型的抗體具有共同的特征，包括與潛在的有害抗原結(jié)合，以及誘導(dǎo)免疫系統(tǒng)作出正確應(yīng)答的能力。免疫生物學(xué)的公認原則之一，便是抗體具有靈活性、柔韌性，以使其功效最大化。

第一個三維結(jié)構(gòu)的IgE抗體觸發(fā)過敏反應(yīng)。左邊是用電子顯微鏡得到的實驗數(shù)據(jù)，結(jié)合這些數(shù)據(jù)可以得到IgE自身的三維結(jié)構(gòu)。右邊是實驗數(shù)據(jù)和連接到藥物候選Ligelizumab片段上的IgE的三維結(jié)構(gòu)。（資料來源:Rasmus K Jensen）

來自丹麥奧爾胡斯和德國馬爾堡的研究團隊使用電子顯微鏡和小角x射線散射進行分析。奧爾胡斯大學(xué)的科學(xué)家Michaela Miehe和Postdoc Rasmus K Jensen在過去兩年中密切合作，取得了這些成果?；谶@項工作，研究小組現(xiàn)在可以描述IgE的三維結(jié)構(gòu)。他們得到的結(jié)果讓相關(guān)的科學(xué)家感到非常驚訝。

完整IgE HMM5的結(jié)構(gòu)圖

（紅色和灰色代表利用電子顯微鏡和小角x射線散射的解析結(jié)果）

“這是第一次，我們可以證明IgE抗體是獨特的，違反了抗體靈活性/韌性的教條。我在電子顯微鏡方面的工作直接證明了IgE是一種高度剛性的分子，具有明確的過敏原結(jié)合分子結(jié)構(gòu)，這與我們所知道的其他抗體同型的行為是不同的?！辈┦亢驲asmus K Jensen解釋道。

研究人員還分析了目前在臨床試驗中測試的治療性抗體對IgE分子結(jié)構(gòu)和功能的影響。這種治療性抗體與IgE屬于不同的類型，可以與IgE結(jié)合，防止過敏反應(yīng)。

“我們的新結(jié)果描述了IgE被這種抗IgE抗體中和后的結(jié)構(gòu)變化。這也讓我們更好地理解IgE是如何識別過敏原的，以及如何識別我們體內(nèi)免疫細胞表面的兩個IgE受體。”副教授Edzard Spillner解釋道。

抗體的功能已修改

一般來說，過敏者接觸外部過敏原時會產(chǎn)生大量針對外部過敏原的IgE分子。這些IgE抗體在血液中循環(huán)，并被加載到免疫系統(tǒng)的效應(yīng)細胞上。一旦接觸到過敏原，這些裝備有IgE的武裝細胞就會被觸發(fā)，釋放大量的介質(zhì)和組胺，從而在體內(nèi)引起即時的過敏反應(yīng)。

“我們現(xiàn)在意識到，與其他研究人員幾十年來一起研究IgE片段所得到的圖像相比，我們通過完整IgE所得到的新結(jié)果是不同的。最令人滿意的是，我們可以看到抗IgE抗體如何改變IgE結(jié)構(gòu)，包括抗原結(jié)合臂，”Gregers Rom Andersen教授解釋說。

研究人員在實驗室用不同的重組IgE分子進行了實驗。這些IgE分子特別識別一種屋塵螨過敏原和過敏原上發(fā)現(xiàn)的糖基。然而，該方法可以轉(zhuǎn)移到幾乎所有類型的IgE分子上。

希望有更好的過敏藥

過敏性疾病影響著全世界超過10億人的生活，預(yù)計到2050年，其患病率將達到40億。隨著環(huán)境和生活方式的改變，過敏性疾病的患病率和社會經(jīng)濟影響在城市化地區(qū)和全球化世界中尤其顯著。除了個別病人的痛苦外，過敏性疾病還為衛(wèi)生保健系統(tǒng)帶來很高的成本。目前的治療不能控制所有類型的過敏，但研究人員現(xiàn)在希望他們的科學(xué)結(jié)果將為開發(fā)新的過敏藥物鋪平道路。

“我們現(xiàn)在對IgE分子有了更深入的了解，我們想要控制IgE分子，以及它在治療過敏藥物中的作用。這也使我們能夠設(shè)想未來開發(fā)藥物的新策略，”Edzard Spillner說。

雖然獲得的知識最終使個別患者受益，但該團隊正在進行的研究還將進一步拓寬領(lǐng)域。

“IgE的非凡特征使其成為與過敏性免疫反應(yīng)內(nèi)外的分子結(jié)合進行更詳細研究的絕佳對象?！盙regers Rom Andersen說。

論文鏈接：Rasmus K Jensen et al, Structure of intact IgE and the mechanism of ligelizumab revealed by electron microscopy, Allergy (2020).DOI: 10.1111/all.14222