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Science全文编译!我国科学家从结构上揭示一种强效的治疗性抗体中和SARS-CoV-2和SARS-CoV机制

来源:河南省生物工程技术研究中心作者:河南省生物工程技术研究中心日期:2020/11/19 20:19:28
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2020年7月26日讯/生物谷BIOON/---据世界卫生组织(WHO)统计,截至2020年6月8日,2019年冠状病毒病(COVID-19)大流行已导致200多个国家/地区的700多万感染,并造成40万人死亡。导致这次大流行的病原体是一种新出现的冠状病毒:SARS-CoV-2,它与密切相关的SARS-CoV同属于冠状病毒科β冠状病毒属B谱系。位于SARS-CoV-2和SARS-CoV包膜的刺突糖蛋白(S)具有大约80%的氨基酸序列一致性,而且这两种病毒均利用人血管紧张素转化酶2(hACE2)进入宿主细胞。细胞进入是通过S蛋白同源三聚体介导的病毒-受体结合实现的,然后是病毒-宿主膜融合,其中这种结合是通过S蛋白的受体结合结构域(RBD)进行的。破坏S蛋白在感染建立中所发挥的这一关键作用是中和抗体的主要目标,也是治疗性干预和疫苗设计的重点。

之前表征的几种SARS-CoV中和抗体(NAb)被证明对SARS-CoV-2的中和活性非常有限。在这些中和抗体中,CR3022是一种针对SARS-CoV的弱中和抗体,虽然可以紧密结合SARS-CoV-2,但对后者无中和作用,这表明中和表位可能存在构象差异。近期的研究报道了两种SARS-CoV中和抗体47D11和S309也被发现可以中和SARS-CoV-2,这提示着β冠状病毒属B谱系内存在广泛的交叉中和表位。含有SARS-CoV-2中和抗体的恢复期血浆已被发现可以为COVID-19患者提供明确的保护,然而科学家们对SARS-CoV-2的免疫原性特征和关键表位的了解还存在差距,这阻碍了为这种病毒开发有效的免疫疗法。

SARS-CoV和SARS-CoV-2的RBD具有大约75%的氨基酸序列一致性,因此有可能发现靶向RBD的交叉中和抗体。在一项新的研究中,来自中国科学院、中国科学院大学、中国军事医学科学院、中国食品药品检定研究院、中国医学科学院、北京协和医学院、北京神州细胞生物技术公司和北京义翘神州科技公司的研究人员通过使用噬菌体展示技术,构建出一个抗体库,该抗体库是从由用重组SARS-CoV RBD免疫的小鼠的外周淋巴细胞中提取的RNA产生的。利用SARS-CoV-2 RBD作为筛选噬菌体抗体库的靶点,寻找潜在的命中目标。将显示与SARS-CoV-2 RBD紧密结合的抗体作为嵌合抗体进行进一步优化,并使用基于水泡性口炎病毒(VSV)的假型病毒系统测试它们的中和活性。相关研究结果于2020年7月23日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Structural basis for neutralization of SARS-CoV-2 and SARS-CoV by a potent therapeutic antibody”。

在测试的抗体中,对SARS-CoV-2假病毒具有强效中和活性的抗体克隆014进行人源化,并将它命名为H014。为了评估结合亲和力,利用OCTET系统监测H014与SARS-CoV-2 RBD或SARS-CoV RBD的实时结合和解离。H014 IgG和它的Fab片段均表现出与SARS-CoV-2 RBD和SARS-CoV RBD的紧密结合,与这两种RBD在亚nM水平上具有相当的结合亲和力(图1A)。

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