傳統的避孕方法包括物理屏障、激素類藥物等。這些方法各有利弊,尤其是激素類藥物會有抑郁、惡心、偏頭痛等副作用。
既然幾乎所有避孕方法的核心都是阻止精子與卵子結合,那么如果把精子視為干擾身體正常機能的外來入侵者,我們是否可以通過捕捉精子來抵抗病菌,從而發展出避孕方法呢?
其實精子抗體的概念已經不是第一次提出來了。此前研究發現,部分女性體內會自然產生精子抗體,從而導致不孕。北卡羅萊納大學Eshelman藥學院的Samuel Lai博士多年來一直在研究這些抗體的抗原結合片段(FABs)。
在8月11日發表在《科學轉化醫學》上的一項新研究中,研究小組引入了一種識別人類精子特異性抗原的抗體。這種抗體可以結合并捕獲綿羊陰道中99%以上的人類精子。研究人員還成立了一家公司(Mucommune)繼續開發這種抗體避孕藥。
最初的IgG抗體只有兩個抗原結合片段。在這項新研究中,研究人員設計了一組具有6-10個抗原結合片段的多價IgG(HM-IgG),即FIFA (6-Fab HM-IgG)、FIFA (8-Fab HM-IgG)和FFIFF(10-FabHM-IgG)。這些抗原結合片段是從免疫不孕婦女的精子抗體中分離的,該抗體可以特異性靶向CD52g抗原。CD52g幾乎存在于所有人類精子中,但在其他人類組織和女性中不含這種抗原。
多價精子抗體的產生和鑒定(來源:科學轉化醫學)
研究人員首先在體外測試了HM-IgG固定精子的能力。他們發現,具有額外抗原結合片段的HM-IgG比只有兩個抗原結合片段的原始IgG的效率和速度至少高10至16倍。
聚合增強抗精子IgG抗體的凝集效率(來源:科學轉化醫學)
由于CD52g只存在于人類和黑猩猩的精子中,目前還沒有實用的動物模型來研究基于交配的避孕功效,而綿羊陰道在生理和解剖上與人類陰道非常相似。因此,研究人員設計了一項綿羊研究。
研究步驟如下:首先將磷酸鹽緩沖鹽水(PBS)、IgG、6-Fab HM-IgG或10-Fab HM-IgG注射到母羊陰道內,然后進行模擬交配和陰道滴注人精液樣本,在精液滴注兩分鐘后取精液樣本進行精子活力分析。
結果表明,在高劑量(333 g)時,三種抗體能有效地抑制幾乎所有的精子活動力。在低劑量(33.3 g)下,6-Fab HM-IgG和10-Fab HM-IgG仍能捕獲97%和99%以上的精子。
在體內,多價抗精子IgG顯示出比原始IgG更強的凝集功效(來源:科學轉化醫學)。
當然,如果要將這種精子抗體推向臨床,還有一些問題需要解決。比如,由于這項研究并沒有直接通過防止懷孕來證明抗體的有效性,后續的研發還需要確定抗體在這方面的成功率,此外還有羊和人陰道粘液的相似性以及對實驗結果的影響。
目前,研究小組的工作重點是將抗體整合到陰道膜或環中,用于輕松懷孕期間的避孕。Samuel Lai博士說,可以根據婦女的不同需要開發不同的給藥方法。
參考資料:
[1] Bhawana S .Alison S .Yong Z .等人對精子結合IgG抗體進行工程改造,以開發一種有效的非激素女性避孕方法??茖W轉化醫學(2021)
[2]抗體阻止精子前進(來源:科學家)