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2022年05月17日中國醫學(xué)科學(xué)院/蘇州系統醫學(xué)研究所研究團隊聯(lián)合普健生物(武漢)科技有限公司（共第一作者）在Cell&Bioscience雜志在線(xiàn)發(fā)表了《Antibody engineering improves neutralization activity against K417 spike mutant SARS-CoV-2 variants》研究成果，這是繼去年在Small Methods雜志在線(xiàn)發(fā)表了《Methods to Identify Immunogenic Peptides in SARS-CoV-2 Spike and Protective Monoclonal Antibodies in COVID-19 Patients》研究成果之后的又一篇關(guān)于新冠中和抗體開(kāi)發(fā)新策略的科學(xué)論文。
中和抗體通過(guò)與新冠病毒的S蛋白結合，能有效阻止新冠病毒感染細胞。它們既可以用于治療感染新冠病毒的患者,也能夠作為預防性療法，給易感高危人群提供被動(dòng)免疫能力。目前雖然已有SARS-CoV-2的中和抗體被開(kāi)發(fā)為治療藥物，但由于SARS-CoV-2存在不同突變體且還在不停變異，這些突變體對抗體治療以及疫苗保護都有不同程度影響。
本文構建表達SARS-CoV-2 S蛋白的RBD結構域，通過(guò)單鏈抗體噬菌體展示技術(shù)及抗體親和力測定（由普健生物完成），篩選獲得六種與RBD蛋白高度結合的人單抗R3P1-A12、R3P2-A2、R3P1-E4、R3P2-B5、R3P1-B6和R3P2-G1。通過(guò)分析這六種單克隆抗體與hACE2競爭RBD結合、假病毒抗體中和試驗數據以及進(jìn)行動(dòng)物體內實(shí)驗，綜合實(shí)驗結果表明R3P1-E4抗體在體外和體內具有較強抑制SARS-CoV-2感染和復制的能力，表現出良好的中和活性。
為進(jìn)一步證明R3P1-E4對不同的SARS-CoV-2突變株的中和活性，文中比較了R3P1-E4、CB6、S309和REGN10933單抗（均由普健生物提供）與來(lái)自不同SARS-CoV-2突變株的RBD結構域的結合力，以及對來(lái)自WT、B.1.1.7、B.1.351、P.1和B.1.617突變株的假病毒感染的中和活性，結果發(fā)現R3P1-E4對具有K417突變的中和活性下降。
為解釋R3P1-E4對K417位點(diǎn)失活的原因并進(jìn)行針對性的抗體改造，研究團隊對R3P1-E4與RBD復合物進(jìn)行了晶體結構解析。晶體結構分析發(fā)現R3P1-E4抗體內的多個(gè)氨基酸位點(diǎn)可能影響了其與RBD的親和能力，通過(guò)抗體工程技術(shù)對R3P1-E4抗體的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn)進(jìn)行突變，并通過(guò)實(shí)驗檢測發(fā)現改造后的R3P1-E4抗體針對K417位點(diǎn)突變的SARS-CoV-2突變株中和活性明顯提高，說(shuō)明結合晶體結構解析和抗體工程的抗體改造方法可能可以作為新型新冠病毒抗體開(kāi)發(fā)的新策略。
本項研究工作中不同突變株的RBD蛋白以及中和抗體的制備，單鏈抗體噬菌體文庫的構建、篩選、重組抗體表達純化、抗體親和力測定均由普健生物完成，普健生物也可對外提供蛋白表達，單抗和多抗制備，噬菌體展示抗體開(kāi)發(fā)（建庫+淘選），重組抗體表達純化，親和力檢測，抗體人源化，穩定細胞株構建等技術(shù)服務(wù)。
本文研究工作要感謝蘇州醫學(xué)系統研究所楊衡研究員、南開(kāi)大學(xué)郭宇教授和軍事醫學(xué)科學(xué)院微生物與流行病研究所秦成峰教授等其他相關(guān)研究人員。
