PNAS | 高峰/高福合作发现新的可中和奥密克戎抗体

目前，针对SARS - CoV - 2 S蛋白受体结合域( receptor binding domain，RBD )的单克隆抗体根据其结合表位分为7类。然而，这些抗体大多受到SARS - CoV - 2 Omicrom及其亚变种的严重损害，尤其是最近的BQ.1 . 1、XBB及其衍生物。鉴定针对目前流行的变异体的广谱中和MAbs是必要的。

2023年12月18日，中国科学院天津工业生物技术研究所高峰及中国科学院微生物研究所高福共同通讯在PNAS上在线发表题为“Defining a de novo non-RBM antibody as RBD-8 and its synergistic rescue of immune-evaded antibodies to neutralize Omicron SARS-CoV-2”的研究论文，该研究在S蛋白中发现了一个"呼吸"的隐秘表位，将其命名为RBD-8。该研究分离到2株识别该抗原表位的人源单克隆抗体BIOLS56和IMCAS74，它们对SARS - CoV、穿山甲来源的冠状病毒以及所有检测到的SARS - CoV - 2变异株均具有广泛的中和能力。

BIOLS56通过制备双特异性MAb来中和BQ.1和BQ.1 . 1，从而拯救出免疫逃逸抗体RBD - 5 MAb IMCAS-L4.65，从而制备出能够覆盖目前所有流通的O μm亚变异体的MAb。结构分析表明，RBD - 8抗体的中和作用取决于表位暴露的程度，而表位暴露的程度受抗体结合角度和血管紧张素转化酶2结合诱导的上调RBD数量的影响。这种识别非受体结合基序( non-receptor binding motif，non-RBM )的隐匿性表位为COVID - 19通用治疗性抗体和疫苗的研发提供了指导。

自2020年3月世界卫生组织( WHO的)宣布大流行以来，2019冠状病毒病( COVID-19 )大流行已持续3年，仍对全球构成威胁。严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2( SARS-CoV-2 ))，COVID-19 )与SARS - CoV同属于冠状病毒科β冠状病毒属，引起两种严重的人类疾病。SARS - CoV - 2病毒粒子主要由基因组核酸和蛋白质组成，即刺突( S )、膜( M )、囊膜( E )和核衣壳( N )蛋白，其中S、M和E蛋白镶嵌在病毒囊膜中，N蛋白保护病毒基因组。值得注意的是，编码S蛋白的基因是各种变异的重要突变热点。尽管已有多种治疗性抗体和疫苗应用于临床，但由于SARS - CoV - 2变异株的不断出现，特别是VOCs ( variant of concern )的不断出现，使得这些治疗方法的疗效大打折扣，防疫工作仍然面临着巨大的挑战。因此，迫切需要开发广谱的保护性抗体和通用型疫苗。

SARS - CoV和SARS - CoV - 2均通过其S蛋白识别血管紧张素转换酶2 ( ACE2 )介导病毒进入。S蛋白主要由S1和S2两个亚结构域组成，其中S1含有负责识别ACE2进入宿主细胞的受体结合结构域( receptor binding domain，RBD )。因此，阻断RBD与ACE2的结合是中和抗体研究的重点。然而，随着VOCs的出现，这些中和抗体的疗效往往被大大削弱甚至消融，其中包括以抗体为基础的药物etesevimab (又名CB6)、REGN10933和LY - CoV555。另一方面，由于SARS - CoV - 2的RBD与SARS - CoV具有75 %的序列一致性，也有一些针对SARS - CoV - 2和SARS - CoV的RBD的交叉中和抗体的研究，以S309 为代表。同样，S309对变体的中和能力也受到了明显的削弱，尤其是对VOCs的中和能力。

BIOLS56和IMCAS74被定义为RBD-8类抗体（图源自PNAS ）

Hastie等利用基于表面等离子共振( surface plasmon resonance，SPR )的竞争实验，将冠状病毒免疫治疗联盟中针对SARS - CoV - 2 RBD的抗体分为RBD - 1、RBD - 2、RBD - 3、RBD - 4、RBD - 5、RBD - 6和RBD - 7七类。RBD - 1、RBD - 2和RBD - 3类抗体以不同的角度与RBD的受体结合基序结合，而" up "的RBD构象是结合所必需的。当RBD处于"上"或"下"状态时，RBD - 4和RBD - 5类抗体结合在RBD外表面的不同位置。对于RBD - 6和RBD - 7类抗体，它们都与RBD的内表面结合，而RBD的内表面通常被称为隐秘表位，两个" up "的RBD是必需的。

基于此，该研究报道了两株针对一个隐匿表位的人源单克隆抗体( hMAbs ) BIOLS56和IMCAS74，并将其命名为RBD - 8。重要的是，该隐秘表位包含了沙粒病毒间的保守残基。因此，靶向RBD - 8的抗体具有广谱中和杆状病毒的能力。虽然BIOLS56的中和作用较弱，但它拯救了免疫逃逸抗体IMCAS - L4.65以中和BQ.1和BQ.1 . 1，扩大了双特异性抗体以中和所有已知的待测VOCs。文献检索显示，许多RBD - 8 MAb已被不同的研究组发现，但尚未被正式命名为新的研究组。此外，该研究提供了一个模型，通过结构分析来解释为什么不同的RBD - 8抗体对sarbecoviruses表现出不同程度的中和作用。这些发现表明，暴露的隐匿性表位RBD - 8是开发通用疫苗和抗体的一个有前途的靶点。利用该表位设计的双特异性抗体，结合其他表位，是避免病毒逃逸的良好候选者。

参考信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2314193120

本期编辑：Double