斯克里普斯研究中心的科学家进行的临床前测试表明，一种与强效阿片类药物卡芬太尼结合的单链片段可变(scFv)形式的抗体可以逆转卡芬太尼过量的症状。
卡芬太尼是合成阿片类药物芬太尼的一种变体，其效力约为其化学表亲的100倍。它通常与芬太尼和其他芬太尼变体一起与海洛因和可卡因等非法药物混合，以增强其欣快作用，导致许多致命的过量服用。
在2023年8月3日发表在ACSChemicalNeuroscience上的这项研究中，研究人员开发了一种与卡芬太尼、芬太尼和其他芬太尼变体紧密结合的人类抗体。在啮齿类动物中，他们表明，在过量服用抗体溶液后不久，可以逆转由卡芬太尼(最危险的变体)引起的潜在致命的呼吸抑制。结果表明，与现有的选择相比，该抗体可能是治疗合成阿片类药物过量的更有效、更持久的治疗方法。
“我们期望这种抗体成为对抗阿片类药物危机的宝贵新武器，”该研究的资深作者、斯克里普斯研究中心化学教授KimD.Janda博士说。
该研究的第一作者是Janda实验室的高级科学家LisaEubanks博士。
阿片类药物，无论是合成的还是从罂粟中提取的，都会结合并激活称为mu-阿片受体的神经元受体。这些受体存在于人类神经系统不同类型的神经元上，这就是为什么阿片类药物具有多种作用，如缓解疼痛和欣快感，但也有呼吸抑制作用——呼吸更慢、更浅。在美国，每年发生数以万计的与阿片类药物相关的过量用药，导致死亡的直接原因是呼吸抑制
卡芬太尼是继芬太尼之后在美国非法药物中发现的第二常见的合成阿片类药物，曾经作为大型动物的镇定剂合法使用，但由于其可能被滥用，且在2018年被FDA从市场上撤回。以微克计量的剂量下的潜在致死率。卡芬太尼的威力如此之大，以至于美国政府将其视为可能的化学战剂;Janda实验室对新抗体的早期研究旨在寻找此类武器的解毒剂。
目前，芬太尼和卡芬太尼过量使用μ阿片受体阻断药物纳洛酮和纳曲酮进行治疗，但这些治疗方法有时对合成阿片类药物无效，即使大剂量也是如此。此外，这些治疗的益处通常在给药后持续不到一个小时，可能会使芬太尼或卡芬太尼(在体内持续时间更长)引起的呼吸抑制恢复。
Janda和他的团队着手开发一种抗芬太尼抗体，该抗体具有三个基本特征：首先，它应该以非常高的亲和力与芬太尼及其衍生物结合，将它们从血液中拉出，从而使它们扩散出体外。大脑也是如此;其次，它应该在体内持久存在，以提供合理的长期保护;第三，它应该能够快速进入血液并通过简单的肌肉注射来输送，这不需要特殊的训练。
为了获得抗体，Janda和他的团队给啮齿类动物接种了他们设计的一种分子疫苗，这种分子可以引发针对卡芬太尼、芬太尼及其变体的抗体。这些啮齿动物经过工程改造，可以产生人类抗体(而不是啮齿动物抗体，如果将啮齿动物抗体施用于人类，会引发不必要的免疫反应)。在所得抗体中，研究人员能够识别出几种以超高亲和力与卡芬太尼结合的抗体，并且与芬太尼和其他几种芬太尼衍生物的结合非常牢固。然后，他们选择了这些抗体中最有效的一种，将其修改为更轻(以便它能够快速进入血液)，并进一步改变它，使其能够在血液中持续数天。
对啮齿动物的测试表明，优化的scFv(称为C10-S66K)确实对减少卡芬太尼对大脑的作用具有强大的作用，在大量接触卡芬太尼后15分钟注射，可逆转卡芬太尼驱动的呼吸抑制。大约40分钟后的效果比纳洛酮更强，并且在两小时后仍在增加，而纳洛酮的效果在30分钟时达到峰值并迅速下降。
作为该研究的一部分，斯克里普斯研究所结构生物学汉森教授IanWilson博士的合作实验室使用X射线晶体学来确定卡芬太尼和芬太尼结合的C10-S66K的近原子分辨率结构。这些结构数据表明，该抗体确实应该与多种芬太尼衍生物良好结合，但不应干扰其他有益的阿片类药物分子(例如纳洛酮和纳曲酮)的活性。
美国食品和药物管理局(FDA)已批准该抗体的全长IgG版本(称为CSX-1004)进行临床试验，该试验定于本月开始，用于预防芬太尼过量。
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