Science最新成果:分离出SARS-CoV-2中和抗体,可高效保护动物抵抗病毒攻击!

2020
06/19

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王煊 /  生物探索
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6月15日,来自美国斯克里普斯研究所的研究团队在《Science》上发表了SARS-CoV-2中和抗体的最新研究成果。

新冠肺炎(COVID-19)对全球健康造成的破坏性影响仍在持续,目前尚无治愈方法,也无许可的疫苗。获得新冠病毒(SARS-CoV-2)的病原体中和抗体(nAbs),或许是潜在的预防和治疗选择,其也可帮助指导疫苗设计。

6月15日,来自美国斯克里普斯研究所的研究团队在《Science》上发表了SARS-CoV-2中和抗体的最新研究成果,其分离了针对受体结合结构域(RBD)上两个表位以及对刺突蛋白(S)上不同的非RBD表位的有效中和抗体(nAbs),发现nAbs的使用可为遭受大剂量SARS-CoV-2攻击的叙利亚仓鼠提供保护。

DOI: 10.1126/science.abc7520

具体来说,研究人员在加利福尼亚州招募了曾感染SARS-CoV-2的17位患者,收集其外周血单个核细胞(PBMC)和血浆。同时开发了可产生强大及可重复的病毒滴度的HeLa-ACE2细胞系,利用伪病毒(PSV)中和测定方法测试了供体血浆与重组SARS-CoV-2的S蛋白和受体结合域(RBD)蛋白质的结合作用。

结果发现,供体血浆与SARS-CoV-2 S蛋白的结合效价变化很大,但对RBD的效价降低了一个数量级。

SARS-CoV-2中和抗体分离策略

随后,研究人员对其中8个供体进行单克隆抗体(mAb)鉴定,克隆并表达了2045种抗体,测试了其与RBD和S蛋白的结合以及SARS-CoV-2 PSV测定的中和作用。

结果出人意料,病毒感染对S蛋白的非RBD区域反应更为强烈,但只有小部分被中和。相反,RBD结合抗体较少,但可中和较高比例的SARS-CoV-2伪病毒。

SARS-CoV抗原结合和中和的抗体分离和功能筛选

接着,研究人员利用S蛋白和RBD蛋白作为捕获抗原检测结合至非竞争位点的抗体,发现了RBD的三个抗原决定簇箱(RBD-A,RBD-B和RBD-C)和S蛋白的三个抗原决定簇箱(SA,SB和SC)。

于是,他们继续评估了单克隆抗体针对SARS-CoV-2和SARS-CoV-1假病毒的中和活性。结果显示,最有效的中和抗体是针对RBD-A表位的抗体,包括两种抗体CC6.29和CC6.30,可高效中和SARS-CoV-2假病毒,而CC6.33针对RBD-B,可同时中和SARS-CoV-2和 SARS-CoV-1。

经过细胞表面竞争实验和表面等离子体共振(SPR)实验,研究人员确定了表位RBD-A是引发中和抗体的优选靶标,且mAb与RBD-A的亲和力相应增加可能会导致中和力相应增加。值得注意的是,上述3种抗体均可中和目前已突变的SARS-CoV-2病毒。

SARS-CoV-2特异性中和单抗在叙利亚仓鼠中保护体重减轻和肺病毒复制

为了研究体外具有中和作用的抗体在体内对SARS-CoV-2的保护,研究人员筛选出两个mAb处理了叙利亚仓鼠动物模型。以抗登革热病毒的无关抗体Den3作为对照,将仓鼠称重作为由感染引起的疾病量度。

结果表明,接受CC12.1且靶向RBD-A表位处理中,对照组平均体重下降13.6%,而以2 mg或500μg剂量接受中和性RBD-A抗体的实验组无体重减轻,利用实时PCR测定其肺病毒载量进一步验证。研究人员在叙利亚仓鼠鼻内病毒攻击前测量了抗体血清浓度,发现抗体血清浓度约为22μg/ ml的nAb时可提供全面保护,血清浓度为12μg/ ml时足以降低50%体重减轻所致的疾病。但在感染部位预防疾病所需的有效抗体浓度仍有待确定。

总结来说,该研究表明,nAb在预防和潜在治疗COVID-19中发挥作用。同时,nAb也定义了保护性表位,可用于指导疫苗设计。

值得注意的是,除了这项研究,《Science》同日还发表了另外4篇关于新冠病毒抗体的研究结果,包括人源中和抗体以及抗体“鸡尾酒疗法”等。此前新冠病毒中和抗体的成果也频频刊登。我们期待这些研究成果能够尽快推动临床应用开发,为治疗和预防新冠肺炎提供强有力的医学干预手段。

参考资料:

[1] Isolation of potent SARS-CoV-2 neutralizing antibodies and protection from disease in a small animal model.


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关键词:
中和,结合,抗体,蛋白,病毒

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