編者注（9/4/20）：世界各地的製藥商正在加班加點生產 COVID-19 疫苗。 如果出現延誤，他們可能需要依賴昂貴的生物技術，例如單克隆抗體。 在本文中，《大眾科學》詳細介紹了哥斯大黎加正在取得進展的另一種方法，即正在開發針對新型冠狀病毒的廉價馬抗體。
為 COVID-19 開發數百種疫苗和療法絕不僅限於舊金山、波士頓或華盛頓特區等大都市區。 哥斯大黎加一家科學技術研究所的科學家、獸醫和技術人員借鑑數十年來生產蛇毒血清的經驗，近幾個月來一直在不停地工作，以生產針對 SARS-CoV-2（導致 COVID-19 的冠狀病毒）的馬抗體治療製劑。 巴西和阿根廷也在進行類似的努力，以幫助這些國家度過難關，直到有效的疫苗問世。
3 月下旬，在哥斯大黎加診斷出首例 COVID-19 病例後，羅曼·馬卡亞——一位生物化學家和公共衛生專家，也是負責運營該國公共診所和醫院的哥斯大黎加社會保障基金負責人——呼籲研究界加入對抗當時剛出現的疫情的戰鬥。 “我們對 COVID-19 的應對措施不能僅僅是醫療保健方面的，”馬卡亞說。 “它也必須是科學的回應。”
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在他呼籲幫助時，他特別提到了哥斯大黎加大學克洛多米羅·皮卡多研究所的抗蛇毒血清專家，該研究所是以一位著名的哥斯大黎加科學家的名字命名的。 “第二天，我們收到了時任哥斯大黎加大學校長亨寧·詹森的來信，他說，‘我們加入。 讓我們聚在一起研究這個問題，’”馬卡亞回憶道。
這項努力的目標是利用克洛多米羅·皮卡多研究所過去五十年在使用馬抗體制造蛇咬傷抗蛇毒血清方面獲得的技術和經驗。 每年，該研究所生產的純化馬抗體抗蛇毒血清在哥斯大黎加挽救了 500 多人的生命，並在世界其他國家挽救了數千人的生命。
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克洛多米羅·皮卡多研究所生產工廠生產的馬抗體。 圖片來源：詹妮弗·希門尼斯 哥斯大黎加大學新聞辦公室
克洛多米羅·皮卡多研究所擁有 100 多匹馬，這些馬在接種少量毒素數週至數月後，對蛇毒產生了強大的免疫力。 除了用於蛇、蠍子和蜘蛛的抗蛇毒血清外，幾十年來，馬抗體藥物製劑已在全球範圍內用作狂犬病、肉毒桿菌中毒和白喉的治療方法。 在哥倫比亞、奈及利亞和巴布亞紐幾內亞進行的該研究所抗蛇毒血清的臨床試驗表明，這些抗體對人體是安全的，並且很少引起嚴重的不良反應。
最近，馬免疫球蛋白療法已成為一系列治療選擇有限的病毒的潛在治療方法。 其中包括高致病性禽流感病毒 H5N1 和 H7N9 以及引起中東呼吸綜合徵 (MERS) 的冠狀病毒。 布坦坦研究所的研究員兼專案經理範慧文解釋說：“所有這些都啟發了幾個研究小組尋找生產安全有效的 COVID-19 馬免疫球蛋白的方法。” 巴西的布坦坦研究所也擁有製造此類抗體的長期經驗。 她沒有參與克洛多米羅·皮卡多研究所的研究。
哥斯大黎加的專案讓人感到熟悉。 克洛多米羅·皮卡多研究所 COVID-19專案微生物學家兼首席研究員阿爾貝託·阿拉佩·吉隆說：“COVID-19 患者的抗體療法的想法與治療蛇咬傷中毒患者的想法類似。 我們想在馬體內產生針對病毒結構的特異性抗體，純化抗體，然後將其給予開始對抗感染但免疫系統仍未產生足夠抗體清除病毒顆粒的患者，”他補充道。
想要幫助研究的私人公民向該研究所捐贈了六匹馬。 這些動物接種了 SARS-CoV-2 病毒的工程蛋白。 其中三匹馬僅接種了 S1，S1 是構成病原體表面突出尖峰的蛋白質的一部分。 另外三隻動物接種了來自冠狀病毒的四種蛋白質的組合，包括 S1。
在每兩週進行一次的四輪接種後，馬產生了所需的抗體水平。 此時，提取了它們的血液，並將紅細胞與血漿分離並返回給馬。 “血漿是一種非常複雜的混合物，含有數百種蛋白質，”阿拉佩-吉隆說。 “抗體是最豐富的蛋白質之一，但還有其他蛋白質。” 在製藥廠，研究人員使用克洛多米羅·皮卡多研究所開發的技術將抗體與血漿中的其他蛋白質分離，然後對其進行純化，以獲得用於人體試驗的治療製劑。
工廠總共生產了 1,000 支 10 毫升裝的純化馬抗體。 其中一半含有針對 S1 蛋白的抗體，另一半含有冠狀病毒中存在的四種蛋白質。 阿拉佩-吉隆說：“僅一支 10 毫升的小瓶就含有大約 80 倍於在 800 毫升恢復期血漿中可以找到的抗體量，恢復期血漿是 SARS-CoV-2 感染康復者捐贈的血漿。”
為了測試馬抗體的功效，一些小瓶被運送到喬治梅森大學的國家生物防禦和傳染病中心 (NCBID)。 NCBID 生物學教授兼執行主任查爾斯·貝利說：“我們想確定馬產生的抗體是否可以中和 SARS-CoV-2 病毒。 我們在樣品上進行的測試稱為噬斑減少中和試驗，PRNTest。 我們將馬產生的抗體以不同的稀釋度暴露於細胞培養中生長的 SARS-CoV-2 病毒。 病毒被中和了。” 該研究的結果預計將在不久的將來發表。
下一步——在本月開始的加速臨床試驗中測試 COVID-19 患者的馬抗體。 抗體的安全性和有效性將在 26 名已住院但未入住重症監護病房的 COVID-19 患者組中進行檢查。 結果預計在 9 月底前公佈。 如果結果為陽性，則研究將進入數百名患者的大規模試驗。 如果馬抗體被證明有效，克洛多米羅·皮卡多研究所可以免疫更多的馬，以擴大規模並生產足夠的馬抗體來滿足哥斯大黎加的需求，甚至可能滿足其鄰國的需求。 8 月 13 日，它獲得了中美洲經濟一體化銀行 50 萬美元的贈款，以推進馬抗體研究。
與正在開發的旨在靶向 SARS-CoV-2 表面特定分子區域或表位的單克隆抗體不同，馬多克隆抗 SARS-CoV-2 抗體識別多個表位。 較低的特異性轉化為更廉價的生產過程。 阿拉佩-吉隆估計，一瓶馬抗體的生產成本為 100 美元，而單克隆抗體的治療成本可能高出 10 倍。
馬卡亞說：“這不是最高技術。 它不是單克隆抗體，但它使我們能夠獲得速度優勢，而且這是一種非常務實的方法。” 他還說，“如果這是單克隆抗體，您將需要一家大型工廠來生產它們。 在這裡，馬是工廠——至少在生產部分是這樣。 接下來是純化部分，這是一個工業過程，但克洛多米羅·皮卡多研究所已經擁有該基礎設施。”
範說，這種描述與她在巴西布坦坦研究所的經歷相符。 她說：“多克隆抗體產品可以大量且經濟高效地生產，以應對大規模流行病情況，例如 SARS-CoV-2 感染。”
目前，布坦坦研究所正在準備用滅活的 SARS-COV-2 病毒部分免疫馬匹，這些病毒部分是使用其在流感病毒疫苗生產方面的專業知識分離、培養和純化的。 儘管巴西和哥斯大黎加研究所的開發協議有所不同，但範預測他們的抗體“在治療 COVID-19 患者方面將具有同等的效率和安全性。”
甚至在更南端的南美洲，阿根廷的科學家也在開發使用馬抗體治療 COVID-19 患者的潛在療法，而世界各地的其他研究人員正在探索來自羊駝和牛的抗 SARS-CoV-2 抗體。 所有這些專案背後的目標都是相同的：在等待疫苗上市的同時挽救生命。
哥斯大黎加有超過 28,000 例 COVID-19 病例。 馬卡亞說：“我們有 100 多名患者在重症監護室。 與任何國家一樣，我們的重症監護室容量有限。” 他希望馬抗體將被證明是“防止我們的醫療保健系統在重症監護室層面崩潰，並明顯地防止死亡的非常有價值的工具。 這是最終目標。”