京都大学研究生院医学研究科的高折晃史教授、大阪大学研究生院生命功能研究科的难波启一特任教授和藤田纯三特任助教(常勤)以及COGNANO公司等组成的研究团队,与大阪大学传染病综合教育研究基地和微生物病研究所、横滨市立大学及东京大学的研究团队开展联合研究,利用骆驼科食草动物“羊驼”,提取出了对包括奥密克戎在内的所有新冠病毒突变株都有效的纳米尺寸的抗体,其中和活性比超过了迄今为止使用的任何一种用于治疗的抗体制剂。相关内容已经发布在Communications Biology上。
病毒通过表面的刺突蛋白与受体ACE2结合来感染受体。受体的结合位点被称为受体结合域(RBD),中和抗体(疫苗免疫血清、人治疗抗体)通过与RBD结合来抑制病毒感染。
羊驼的VHH(Variable region of the Heavy chain of a Heavy chain only antibody)抗体由重链二聚体组成,人类抗体的分子量为150kDa,而VHH仅15kDa,因此羊驼抗体除了可以识别普通抗体无法进入的空间外,还具有容易修饰成单体、二聚体和三聚体等特性。另外,由于遗传信息单一,易于处理,不仅可以获得VHH抗体库,还具有化学性质稳定、可以低成本大量生产的特点。
研究团队给羊驼注射人类抗原,收集淋巴细胞,从中制作了噬菌体库,然后利用大肠杆菌表达噬菌体VHH,并将结合的克隆浓缩一千倍以上。通过用新一代测序仪读取这些遗传信息并用计算机进行分析,制作了多样化的庞大VHH库。
接下来研究团队利用VHH库制备了与刺突蛋白特异性结合的16个VHH抗体。然后通过流式细胞术(FACS)对与刺突蛋白结合的6个克隆实施感染中和试验,选出了两个高效克隆。利用冷冻电子显微镜确认获得的P86和P17是如何与刺突蛋白结合时发现,P86与人类抗体无法进入的刺突蛋白间隙部分相结合,由此使得病毒无法与刺突蛋白结合。
高折教授表示:“我们从2000万个克隆抗体中挑选出了高效抗体。P86对德尔塔以外的突变株有效,P17对德尔塔有效,但对贝塔效果较差,二者各有特点,通过建立抗体库,即使出现新突变株,也能快速制备有效抗体。今后将使用猴子进行实验,然后推进临床应用。”
原文:《科学新闻》
翻译编辑:JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志:Communications Biology
论文:A panel of nanobodies recognizing conserved hidden clefts of all SARS-CoV-2 spike variants including Omicron
DOI:doi.org/10.1038/s42003-022-03630-3