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叶丽林/陈耀凯/钱朝晖等成功筛选新冠病毒中和性抗体,具有潜在的预防和治疗作用
2020-04-22

责编丨兮

目前,由新型冠状病毒SARS-CoV-2引起的COVID-19迅速发展成为全球性流行性疾病。尽管疫情暴发至今已有2月余,市面上仍然缺乏用于特异性预防和治疗COVID-19的药物。阻断性单克隆抗体具有极高的抗原特异性,是中和病毒感染的首选方案之一【1,2】。因此,制备能够特异性阻断SARS-CoV-2病毒进入宿主细胞的单克隆抗体,可高效地预防和治疗COVID-19。最新研究表明,与SARS-CoV相似,SARS-CoV-2的spike (S)蛋白包括S1蛋白和S2蛋白,两者协同完成病毒对宿主细胞的感染【3-7】。具体地,SARS-CoV-2的S蛋白通过构象改变,暴露出S1蛋白元件的RBD区域,该区域可与宿主细胞表面的ACE2蛋白结合,促进S2蛋白元件介导的病毒-宿主细胞膜融合,最终完成病毒感染【8-10】。考虑到RBD蛋白在SARS-CoV-2感染宿主细胞机制中的重要作用,针对该蛋白设计并制备中和性抗体或具有极大的前景。

基于此,2020年4月20日,陆军军医大学叶丽林团队联合重庆市公共卫生中心陈耀凯团队、中国医学科学院病原生物学研究所钱朝晖团队合作在Cellular & Molecular Immunology杂志上发表文章Human monoclonal antibodies block the binding of SARS-CoV-2 spike protein to angiotensin converting enzyme 2 receptor,通过功能性ELISA试验发现,近90%的COVID-19康复患者的血清中含有高水平的SARS-CoV-2 S1蛋白及RBD蛋白结合性IgG抗体。但是,研究者进一步发现,这些结合性抗体大多不能有效阻断RBD与ACE2的结合,仅有3名患者(约10%)的IgG抗体可有效地阻断RBD蛋白与ACE2蛋白的结合(图1)





图1. COVID-19康复患者血清SARS-CoV-2 S蛋白及RBD蛋白水平及功能

接着,针对上述3名患者(血清SARS-CoV-2 RBD蛋白IgG抗体具有阻断RBD蛋白-ACE2蛋白结合阻断活性),研究者从其外周血中分选获得特异性识别SARS-CoV-2 RBD蛋白的记忆性B细胞,其含有编码结合RBD蛋白特异性的抗体基因。研究者进一步结合成熟的单细胞水平抗体制备技术【11】,制备并筛选出3株SARS-CoV-2 RBD蛋白单克隆抗体,包括311mab-31B5、311mab-32D4及311mab-31B9(图2)



图2. SARS-CoV-2 RBD蛋白单克隆抗体制备

最后,研究者对其制备的3株SARS-CoV-2 RBD蛋白单克隆抗体进行了如下功能性检测(图3):一、ELISA试验表明3株SARS-CoV-2 RBD蛋白单克隆抗体均具有特异性结合RBD蛋白的能力,提示抗体制备策略具有高效性;二、基于ELISA和流式细胞术的RBD蛋白-hACE2蛋白结合抑制试验提示,311mab-31B5和311mab-32D4单克隆抗体具有中和阻断RBD蛋白与hACE2蛋白结合的能力(IC50分别为0.0332 μg/ml和0.0450 μg/ml),而311mab-31B9不具有阻断活性;三、SARS-CoV-2假病毒阻断试验进一步验证了311mab-31B5和311mab-32D4单克隆抗体的RBD蛋白-ACE2蛋白结合阻断活性(IC50分别为0.0338 μg/ml和0.0698 μg/ml)


图3. SARS-CoV-2 RBD蛋白单克隆抗体的功能特性

因此,该研究中的311mab-31B5和311mab-32D4单克隆抗体可有效地阻断SARS-CoV-2 RBD蛋白与宿主ACE2蛋白的结合,具有较大的预防或治疗COVID-19的潜力。据悉,研究者目前正在测试更多的单抗克隆及其组合,并拟开展相关的体内动物试验研究。


原文链接:
https://www.nature.com/articles/s41423-020-0426-7.pdf


参考文献
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