新冠抗体识别表位研究及相关应用
了解免疫学早期快速诊断的关键靶标N蛋白的检测抗体的表位，以及中和抗体识别表位，将有助于诊断试剂开发、药物研发及疫苗保护效力评价。
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前言
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抗体的功能取决于其与抗原结合的表位。抗体因结合表位不同而发挥特定的功能，如激活或抑制活性。了解抗体识别表位有助于评价抗原检测的精准度。而丰富表位的对照抗体，也常用于疫苗效果评估。因此，筛选不同表位抗体，可应用于新冠病毒检测及疫苗保护效力评估等方面。
SARS-CoV-2属于单股正链RNA病毒，基因组分为非结构基因和结构基因。其中非结构基因含有两个开放阅读框（ORF1a和ORF1b），编码16个非结构蛋白(Nsp1到16)，而结构基因则编码4个蛋白：S、E、M、N。
Genome organization of SARS-CoV-2 (图源参考文献1)
Nucleocapsid（N）蛋白因其高丰度表达，是新冠免疫学快速诊断试剂的关键靶点及开发阻断核糖核蛋白组装的抗病毒药物的潜在靶点。Spike（S）蛋白承担病毒与宿主细胞膜受体结合及膜融合功能，是宿主中和抗体的重要作用位点以及疫苗设计的关键靶点。
从GISAID收集的2019年12月至2020年11月，约22.3万份SARS-CoV-2蛋白质组完整序列，发现新冠各蛋白正在以不同的速度进化。其中E蛋白突变程度较低，而N和S蛋白则表现出更高程度的变异。突变为病毒提供了增加传播性、改变致病性和逃避宿主免疫的机制，可能改变抗原反应并导致对治疗方法的耐药性，甚至导致疫苗保护失效。
SARS-CoV-2 Anti-N 抗体识别表位研究
以SARS-CoV-2 N全长 (Cat: 40588-V07E, 1M-419A)，N-NTD (Cat: 40588-V07E10, 49T-175G)和N-CTD (Cat: 40588-V07E5, 248K-365P; Cat: 40588-V07E6, 248K-407L) 重组蛋白作为检测样本，检测义翘神州自主研发制备的12株Anti-N单抗识别表位。结果显示：8株单抗识别N-NTD，4株单抗可能识别N蛋白的C tail端。
SARS-CoV-2 Anti-N MAbs Epitopes
(A: N-NTD, 49T-175G；B: N C tail, 366T-407L)
SARS-CoV-2 Anti-N 配对抗体用于N抗原检测
SARS-CoV-2 Anti-N 抗体可识别突变N蛋白
蛋白货号 | 突变位点 | lineage |
40588-V07E1 | N(R203K,G204R) | 高频突变，出现在B.1.1.7、B.1.351、P.1等 |
40588-V07E2 | N(P13L) | 高频突变，出现在B.1.1.7、B.1.351、A.2.2等 |
40588-V07E3 | N(S194L) | 高频突变，出现在B.1.1.7、B.1.237等 |
40588-V07E4 | N(I292T) | 高频突变，出现在B.1.1.7等 |
40588-V07E8 | N(D3L,S235F) | B.1.1.7的特征突变 |
Notes: SARS-COV-2 lineages and corresponding geological locations of origin: B.1.1.7--UK, B.1.351--South Africa (SA), P.1--Brizil (BRA)
SARS-CoV-2 中和抗体识别表位研究
The binding of SARS-CoV-2 Neutralizing MAbs to RBD and RBD Mutations
SARS-CoV-2 中和抗体对突变RBD中和能力评估
Neutralizing Ability to Spike RBD Mutants
Notes: Wild type(Cat#: 40592-V08H); RBD (N501Y)(Cat#: 40592-V08H82) ; RBD (K417N, E484K, N501Y)(Cat#: 40592-V08H85)
附表. 新冠抗原ELISA检测抗体对
Capture Ab | Detection Ab | |
Pair 1 | 40143-R004 | 40143-R040 |
Pair 2 | 40143-MM05 | 40143-R001 |
Pair 3 | 40143-MM08 | 40143-R004 |
Pair 4 | 40143-MM08 | 40143-MM05 |
Pair 5 | 40143-MM05 | 40143-MM08 |
Pair 6 | 40588-R0002 | 40588-R0006-1 |
Pair 7 | 40143-MM05 | 40588-R001 |
Pair 8 | 40588-MM123 | 40588-R001 |
Pair 9 | 40143-R040 | 40588-R001 |
Pair 10 | 40588-MM123 | 40588-MM124 |
Pair 11 | 40143-R040 | 40588-MM124 |
Pair 12 | 40588-MM124 | 40143-R040 |
Pair 13 | 40143-R004 | 40588-R001 |
Pair 14 | 40143-R004 | 40588-MM124 |
Pair 15 | 40588-MM122 & 40588-MM124 | 40588-MM128 |
Pair 16 | 40588-MM137 & 40143-MM05 | 40588-MM128 |
Pair 17 | 40588-MM137 & 40143-MM05 | 40588-R704 |
Pair 18 | 40588-R957 | 40588-MM128 |
Pair 19 | 40143-R004 | 40588-RB30 |
Pair 20 | 40143-R004 | 40588-RB89 |
Pair 21 | 40143-R004 | 40588-RC02 |
Pair 22 | 40143-R004 | 40588-RA84 |
New pairs will be updated continuously | ||
Ab Epitopes: N-NTD (49T-175G)
Ab Epitopes: N C tail (366T-407L)
Ab Epitopes: TBD
参考文献：
1. Ya Peng, et al., Structures of the SARS-CoV-2 nucleocapsid and their perspectives for drug design. EMBO J (2020)39:e105938.
2. Qiaozhen Ye, et al., Architecture and self-assembly of the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein. Protein Science (2020) Volume29, Issue9, Pages 1890-1901.
3. Daniel Wrapp , et al., Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science(2020), Vol. 367, Issue 6483, pp. 1260-1263.
4. Islam, M. R, et al., Genome-wide analysis of SARS-CoV-2 virus strains circulating worldwide implicates heterogeneity. Sci. Rep. 2020,10, (1), 14004.
5. Korber, B , et al., Tracking Changes in SARS-CoV-2 Spike: Evidence that D614G Increases Infectivity of the COVID-19 Virus. Cell 2020, 182, (4), 812-827.e19.
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