中国科学家成功研发可抗新冠肺炎病毒的广谱人源化基因工程单抗

8月17日，中国科学院微生物研究所严景华团队联合华中科技大学王晨辉团队、北京大学肖俊宇团队、中国食品药品检定研究院王佑春团队、中国疾病预防控制中心谭文杰团队、上海君实生物医药科技股份有限公司等机构，在Nature Communications上在线发表了研究论文（“A broadly neutralizing humanized ACE2-targeting antibody againstSARS-CoV-2 variants”）。

这篇论文首次报道了一种靶向多种冠状病毒入侵受体ACE2的阻断抗体；该抗体能够有效预防和治疗新型冠状病毒（SARS-CoV-2）及其突变株感染宿主细胞及模式动物，并在非人灵长类动物中展现出良好安全性。

研究人员首先通过快速筛选并进行抗体人源化改造，得到一株靶向人ACE2受体的阻断型单克隆抗体h11B11；经过多种冠状病毒的假病毒和真病毒中和评价，证实抗体h11B11对SARS-CoV、SARS-CoV-2及其突变株病毒均具很好的抑制活性；该抗体与微生物研究所早期开发的新冠治疗性抗体CB6联合使用能协同提高中和活性。

CB6单抗是一款靶向新冠肺炎病毒S蛋白RBD的抗体，由微生物研究所高福院士团队和严景华团队联合研发，目前已在美国、欧盟、印度等国家获得紧急使用授权。

图1. h11B11单抗能够中和SARS-CoV，SARS-CoV-2及其变异株病毒

研究人员通过hACE2转基因小鼠感染SARS-CoV-2模型对该抗体进行了进一步体内活性评价，结果显示：与安慰剂组相比，预防给药组小鼠肺部基本检测不到病毒；治疗给药组小鼠肺部病毒滴度显著降低；肺部病理切片结果也表明预防和治疗给药组小鼠的肺部病理改变显著改善（图2）。

图2.h11B11单抗预防和治疗小鼠感染新冠病毒

由于ACE2受体具有维持机体血压平衡的作用，抗体h11B11结合ACE2受体后可能会影响其生理功能。

研究人员利用食蟹猴模型，对h11B11抗体进行临床前安全性评价，将4只雄性食蟹猴随机分为两组，通过重复静脉输注给药后（每周一次，持续三周；高剂量组：180 mg/kg、低剂量组：60 mg/kg），监测血压和临床病理学改变（血液学和血清生化）。

结果表明，即使对食蟹猴进行三次高剂量h11B11抗体给药，其血压和血液化学毒理指标均未发生显著变化，证明该抗体具有很好的体内安全性（图3）。

图3.h11B11单抗在食蟹猴体内具有良好安全性

为明确h11B11抗体的作用机制和结合表位，研究人员进一步解析了h11B11与ACE2的晶体结构；该结构显示该抗体主要结合在ACE2受体N端的α螺旋结构域；抗体通过表位竞争和空间位阻效应，阻断SARS-CoV和SARS-CoV-2 RBD区域与ACE2受体的结合来抑制病毒入侵宿主细胞（图4）。

图4. h11B11抗体阻断机制解析

华中科技大学生命学院杜艳芸博士、中国科学院微生物研究所博士后史瑞、北京大学张莹博士为论文的共同第一作者；中国疾病预防控制中心谭文杰研究员、中国食品药品检定研究院王佑春研究员、华中科技大学生命学院王晨辉教授和中国科学院微生物研究所严景华研究院为本文共同通讯作者。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25331-x.pdf