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2022年05月17日中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院/蘇州系統(tǒng)醫(yī)學(xué)研究所研究團(tuán)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)于新冠中和抗體開發(fā)新策略的科學(xué)論文。
中和抗體通過與新冠病毒的S蛋白結(jié)合，能有效阻止新冠病毒感染細(xì)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(yù)防性療法，給易感高危人群提供被動免疫能力。目前雖然已有SARS-CoV-2的中和抗體被開發(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(hù)都有不同程度影響。
本文構(gòu)建表達(dá)SARS-CoV-2 S蛋白的RBD結(jié)構(gòu)域，通過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(jié)合的人單抗R3P1-A12、R3P2-A2、R3P1-E4、R3P2-B5、R3P1-B6和R3P2-G1。通過分析這六種單克隆抗體與hACE2競爭RBD結(jié)合、假病毒抗體中和試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及進(jìn)行動物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明R3P1-E4抗體在體外和體內(nèi)具有較強(qiáng)抑制SARS-CoV-2感染和復(fù)制的能力，表現(xiàn)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）與來自不同SARS-CoV-2突變株的RBD結(jié)構(gòu)域的結(jié)合力，以及對來自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(jié)果發(fā)現(xiàn)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(tuán)隊對R3P1-E4與RBD復(fù)合物進(jìn)行了晶體結(jié)構(gòu)解析。晶體結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)R3P1-E4抗體內(nèi)的多個氨基酸位點(diǎn)可能影響了其與RBD的親和能力，通過抗體工程技術(shù)對R3P1-E4抗體的關(guān)鍵氨基酸位點(diǎn)進(jìn)行突變，并通過實(shí)驗(yàn)檢測發(fā)現(xiàn)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，說明結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)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發(fā)的新策略。
本項(xiàng)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(gòu)建、篩選、重組抗體表達(dá)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(dá)，單抗和多抗制備，噬菌體展示抗體開發(fā)（建庫+淘選），重組抗體表達(dá)純化，親和力檢測，抗體人源化，穩(wěn)定細(xì)胞株構(gòu)建等技術(shù)服務(wù)。
本文研究工作要感謝蘇州醫(yī)學(xué)系統(tǒng)研究所楊衡研究員、南開大學(xué)郭宇教授和軍事醫(yī)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。
