问题

能不能让病毒“抗体”具有传播性?

回答
关于“让病毒‘抗体’具有传播性”的设想,这在科学上是一个非常迷人但也极其复杂的议题。我们通常理解的“抗体”是由我们自身的免疫系统产生,用来识别和中和病原体的蛋白质分子,它们本身并不具有生命和传播能力。但是,如果我们换个角度,去思考“病毒‘抗体’具有传播性”的可能性,这需要我们跳出对传统抗体的定义,去构思一些基于生物学原理但又非常规的场景。

首先,要理解“传播性”这个概念。在生物学语境下,传播性通常是指一个实体(如微生物、基因、甚至信息)能够从一个宿主或个体转移到另一个宿主或个体,并得以延续或扩散的能力。对于病毒而言,它们的传播性是其生命周期的核心,它们通过感染细胞、复制自身,然后感染新的细胞或个体来实现传播。

那么,如果我们设想一种“能够传播的抗体”,它会是什么样的呢?这不可能是我们今天熟知的、由B细胞产生的免疫球蛋白。更可能的情况是,我们需要引入其他生物学概念或者进行非常规的设计。

设想一:基因工程改造的“抗体”表达系统,具有“定向感染”能力

我们可以设想一种高度工程化的生物元件,或者一个被精心设计的基因载体,它能够表达出类似抗体的分子,但同时拥有“传播”的能力。

载体的设计: 这种“传播性抗体”可以被包装在一个能够自我复制并能从一个细胞传递到另一个细胞的载体中。最直接联想到的便是病毒本身。理论上,我们可以将编码我们想要的“抗体”的基因,插入到一个温和的、具有特定感染靶向性的病毒载体中。
病毒载体: 例如,慢病毒、腺病毒或腺相关病毒(AAV)等,它们本身就具有感染细胞和复制(或整合)的能力。我们可以对这些病毒进行改造,让它们在感染细胞后,不再复制产生新的病毒颗粒,而是高效率地、持续地表达出能够中和特定病毒的抗体分子。
“传播”机制: 这种改造过的病毒载体,一旦进入一个细胞,就能在该细胞内稳定存在,并不断产生抗体。当这个细胞分裂时,抗体基因载体也会随之传递给子代细胞。更进一步,如果载体本身带有某种“胞外传递”的机制(这比单纯的细胞分裂更复杂),例如能够包裹在囊泡中释放,或者能够诱导细胞形成类似病毒的“伪粒子”,这些伪粒子携带了抗体基因,就能感染新的细胞。这样,它就具备了一种“类病毒”的传播能力。
“抗体”的性质: 这里的“抗体”可能不再是我们传统意义上Y型的免疫球蛋白。它可能是一种能够结合病毒特定表位,并阻止病毒复制或感染的小分子蛋白,甚至是核酸分子(如siRNA或shRNA)的组合,这些能够干扰病毒复制的分子由载体产生。
“传播”的限制: 这种传播性是受控的。它的传播范围仅限于宿主细胞内部的传递,或者通过特定设计的胞外释放机制进行有限的传递。它不会像自然病毒那样,通过呼吸道、体液等广泛传播到其他个体。除非我们进一步设想,这种载体能够被封装到某种能够经由空气或体液传播的介质中,比如某种人工合成的微粒,这会大幅度增加其传播的复杂性和不可控性。

设想二:基因编辑与主动免疫的融合,创造“会移动的免疫工厂”

另一种可能性,是利用基因编辑技术,在免疫细胞(如T细胞或B细胞)内部进行改造,让它们成为能够主动“传播”抗体。

改造免疫细胞: 我们可以通过CRISPR/Cas9等基因编辑技术,将能够高效、特异性产生某种抗体(或抗体片段)的基因,稳定地整合到免疫细胞的基因组中。
“传播”的原理:
细胞增殖: 这些被改造的免疫细胞,在宿主体内如同正常免疫细胞一样,会增殖。随着细胞数量的增加,抗体在体内的总量也会随之增加。这是一种“细胞层面的传播”。
激活与募集: 更进一步,我们可以设计一种机制,让这些被改造的免疫细胞,在遇到目标病毒时,不仅生产抗体,还能通过释放某种信号分子,吸引更多的免疫细胞(包括未被改造的)前来,从而“扩散”免疫反应。
“分泌型”抗体基因: 我们可以让这些基因编码的抗体是“分泌型”的,即它们能够被高效地分泌到细胞外。当被改造的免疫细胞数量足够多时,体液中的抗体浓度自然就高了。
“转移”能力(高度推测): 如果我们要让这种“抗体”在个体之间传播,那就需要这个改造过的免疫细胞本身能被转移。例如,通过造血干细胞移植,将携带这种“抗体生产能力”的免疫细胞注入到另一个个体体内。这已经是将“细胞”作为传播载体,而非“抗体”本身在传播。

设想三:合成生物学与“微型生物制药厂”

在合成生物学领域,我们可以设想构建一种非病毒性的,但具备一定自主性和传播能力的“细胞器”或“微型生物”。

“合成细胞”或“细胞器”: 创造一种高度工程化的、能够自我维持和复制的人工细胞,或者是一种包裹在膜内的基因表达系统。
“抗体”生产: 这些人工结构的核心功能是高效生产针对特定病毒的抗体。
“传播”机制:
胞外囊泡: 它们可以通过释放含有抗体的细胞外囊泡(exosomes)来传递抗体。
“寄生”传播: 更大胆的设想是,这种人工结构本身能够“寄生”在某些宿主细胞中,利用宿主细胞的资源来生产和释放抗体。如果这种结构能够通过某种方式(比如被其他细胞吞噬、或者利用细胞的某些天然机制)在细胞间传递,那么就具备了某种程度的“传播性”。

核心的挑战和伦理考量

无论哪种设想,要实现“传播性抗体”,都会面临巨大的科学和技术挑战:

1. 效率与特异性: 如何确保“抗体”的产生效率足够高,并且只针对目标病毒,而不引起自身免疫反应?
2. 稳定性与持久性: 如何保证这种“传播性抗体”在宿主体内能够稳定存在,并且长期发挥作用?
3. “传播”机制的精确控制: 如何设计一种传播机制,既能达到预期的效果,又不会失控,对宿主或环境造成不可预测的风险?
4. 免疫逃逸: 病毒本身也在不断进化,它们可能会发展出逃逸这种“传播性抗体”的能力。
5. 伦理与安全: 任何具有传播能力的生物工程产物,其潜在的风险都必须经过极其严格的评估。一旦失控,可能比病毒本身更难控制。

总结来说,要让病毒“抗体”具有传播性,我们必须将“抗体”的概念从单纯的蛋白质分子,扩展到包含基因、载体、甚至是被改造的细胞或人工生物元件的整体。这种“传播性”更像是利用生物体的自然机制(如细胞分裂、囊泡释放)或人工设计的载体(如病毒载体),来实现抗体基因或抗体分子的传递。这是一种高度工程化、并且极其前沿的生物技术设想,它要求我们深入理解病毒的传播机制,并巧妙地将其应用于模仿或改造自身免疫系统,以达到一种全新的治疗或防护目的。

当然,这只是一种理论上的探讨,在现实世界中,开发出真正意义上“传播性抗体”所需的科技和对风险的控制能力,目前还有很长的路要走。而且,我们也不能忽视,一旦引入“传播性”,就意味着某种形式的“生物武器”的可能性,因此,相关的研究必须在最严格的监管和伦理框架下进行。

网友意见

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emm,抗体具有传播性就没戏啦,毕竟这个依赖于人体免疫系统的,但是你的脑洞是可以通过另一个方法来实现的。

这个方法叫做DI颗粒。

DI颗粒就是,“干扰缺损病毒颗粒( defective interfering particles DI)”。

DI颗粒也属于病毒的一种,可以理解为它是正常病毒的残次品。

它是怎么产生的呢?当正常的病毒在复制的过程中,容易出现各种奇怪的突变啊,重组啊,其中有一定概率会发生亚基因组的缺失突变体。这种突变体就被称为DI颗粒。

那DI颗粒有什么特点呢?

它本身失去了自我复制的能力,需要利用正常的病毒的复制中的组件和材料来完成自我复制。比如DI颗粒感染了一个正常人的细胞,接下里就什么都不会发生,因为它没办法自我复制。但是当又有一个正常的病毒侵入了这个人体细胞,开始自我复制时,DI颗粒就会被激活开始自我复制。

接下来会发生什么呢?

同时因为DI颗粒比正常的病毒要小,所以它复制起来要比正常的病毒复制的更快,但是病毒复制的资源是有限的,相当于DI颗粒抢夺了正常病毒复制的资源,使得正常的病毒复制变得很困难,随着DI颗粒不断的自我复制,致使正常的病毒都无法完成复制。这样就变相的终止了正常病毒的复制过程。

而DI颗粒因为没有单独复制能力,即便它利用了正常病毒的元件进行了自我复制,对于人体来说它的危害比正常的病毒小很多,因为总量是有限的,到最后最终都会被免疫系统处理掉。

DI颗粒对于大量复制的RNA病毒是非常容易出现的。比如我们在实验室培养病毒的时候,经常遇到细胞连续传代,养了许久养不出病毒来的情况,大部分都是因为产生了DI颗粒的,导致原本的病毒无法完成复制造成的。

西班牙国家研究委员会(CSIC)科研团队的研究人员,正在试图寻找一种新冠病毒的DI颗粒,如果这种方案可行,我们就可以找到一种新的治疗新冠病毒的思路。而且这种思路是可以"人传人"的。

新冠病毒的DI颗粒在被病毒包膜封装好的时候,与普通新冠病毒一样都是可以通过正常的途径感染人类的。如果我们在人群中撒布这种DI颗粒,那么正常人感染了这种颗粒以后什么都不会发生,而如果是新冠病毒的感染者感染了DI颗粒以后,它就会与新冠病毒本身争夺资源完成自我复制,直至新冠病毒本身被消灭,而它还可以通过这种自我复制,继续去传染其他人群。

虽然目前没有在人体中试验过这种技术,但是在针对流感病毒的实验中,曾经完成过流感病毒DI颗粒的动物实验,效果还很不错。

当然这项技术还面临着诸多挑战,可能存在着各种各样的问题,但这不失为是一种值得研究的思路,而且不光是针对新冠病毒,如果这项技术的能成熟和完善,它就可以用在大部分病毒的治疗方式上。

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