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本帖最后由 邓文龙 于 2021-7-20 11:17 编辑
科学家从新冠康复者体内找到“超强抗体”,它们会是终结疫情的关键吗?
使用抗体组合疗法,将识别机制不同的抗体进行联合,有望减少病毒发生逃逸的风险,避免中和能力的丧失。这或许会是未来的
学术经纬
2021/07/02
论文
论文标题:Ultrapotent antibodies against diverse and highly transmissible SARS-CoV-2 variants
作者:Lingshu Wang , Tongqing Zhou , Yi Zhang , Eun Sung Yang , Chaim A. Schramm , Wei Shi , Amarendra Pegu , Olamide K. Oloniniyi , Amy R. Henry , Samuel Darko , Sandeep R. Narpala , Christian Hatcher , David R. Martinez , Yaroslav Tsybovsky , Emily Phung , Olubukola M. Abiona , Avan Antia , Evan M. Cale , Lauren A. Chang , Misook Choe , Kizzmekia S. Corbett , Rachel L. Davis , Anthony T. DiPiazza , Ingelise J. Gordon , Sabrina Helmold Hait , Tandile Hermanus , Prudence Kgagudi , Farida Laboune , Kwanyee Leung , Tracy Liu , Rosemarie D. Mason , Alexandra F. Nazzari , Laura Novik , Sarah O’Connell , Sijy O’Dell , Adam S. Olia , Stephen D. Schmidt , Tyler Stephens , Christopher D. Stringham , Chloe Adrienna Talana , I-Ting Teng , Danielle A. Wagner , Alicia T. Widge , Baoshan Zhang , Mario Roederer , Julie E. Ledgerwood , Tracy J. Ruckwardt , Martin R. Gaudinski , Penny L. Moore , Nicole A. Doria-Rose , Ralph S. Baric , Barney S. Graham , Adrian B. McDermott , Daniel C. Douek , Peter D. Kwong , John R Mascola , Nancy J. Sullivan , John Misasi
期刊:Science
发表时间:2021/07/01
数字识别码:10.1126/science.abh1766
摘要:The emergence of highly transmissible SARS-CoV-2 variants of concern (VOC) that are resistant to therapeutic antibodies highlights the need for continuing discovery of broadly reactive antibodies. We identify four receptor-binding domain targeting antibodies from three early-outbreak convalescent donors with potent neutralizing activity against 23 variants including the B.1.1.7, B.1.351, P.1, B.1.429, B.1.526 and B.1.617 VOCs. Two antibodies are ultrapotent, with sub-nanomolar neutralization titers (IC50 0.3 to 11.1 ng/mL; IC80 1.5 to 34.5 ng/mL). We define the structural and functional determinants of binding for all four VOC-targeting antibodies and show that combinations of two antibodies decrease the in vitro generation of escape mutants, suggesting their potential in mitigating resistance development.
所属学科:
病毒学
免疫学
医学
药明康德内容团队编辑
不少人相信,人体内可能蕴藏着对抗新冠的秘密武器。2021年7月1日,《科学》杂志在线发表的一篇论文找到了这种秘密武器——在几位康复者的体内,科学家们找到了两种“超强抗体”,能针对多种新冠变种病毒产生极强的中和能力。对于这些抗体的结构与功能分析,有望为药物开发带来重要洞见。
在这项研究中,科学家们从22名康复者体内获得了血液样本,其中四位的样本对所感染的病毒株具有很强的中和能力,因此被用于后续的抗体筛选。在筛选中,研究人员们一共分离出了899个免疫B细胞,从中选择表达200种不同的抗体。
分析表明4种抗体对感染这些患者的病毒株有极高的中和能力,IC50数值在2.1-4.8 ng/mL范围内。这些抗体的Fab片段只要几纳摩尔,就能对新冠病毒进行亲和识别,也与其极强的中和能力具有一致性。
▲这四种抗体对活病毒株有极高的中和能力(图片来源:参考资料[1])
值得一提的是,研究人员们还评估了这些抗体对于多种新冠变种的结合能力。这包括了在早期在英国出现的Alpha病毒株,也包括了最近在印度发现的Delta病毒株。科学家们指出,目前在临床上已经得到使用的许多抗体,在中和能力上表现得参差不齐:面对变种病毒,有些抗体能保持较强的中和能力,另一些抗体看似完全失去了中和效果。
而在患者体内找到的这四种强力抗体,有三种对这些值得关注的变种病毒依旧保有很高的中和能力,IC50数值在<0.6-28.3 ng/mL范围内。值得一提的是,研究所使用的变种病毒,也包括了日前发现能导致免疫逃逸,在加州出现的Epsilon变异株(详见今日《学术经纬》三条报道)。
▲对于多种新冠变种病毒,有三种抗体也能保有很高的中和能力(图片来源:参考资料[1])
从这三种抗体里,研究人员们进一步选择了最强力的两款抗体用于后续研究。有意思的是,尽管来源于不同的个体,它们的重链和轻链所使用的基因非常类似。
为了了解这两款抗体强力中和能力背后的奥秘,科学家们在本研究中使用冷冻电镜技术,重构了这两种抗体与病毒S蛋白相结合时的结构。其中一种叫做A23-58.1的抗体能对新冠病毒的受体结合域进行精准而高效的识别,另一款叫做B1-182.1的抗体其识别方式也大同小异。
在面对目前的新冠变种病毒上,不少临床上使用的抗体会受到突变的影响,难以继续有效针对这些变种病毒。幸运的是,研究中找到的几种来自康复者的超强抗体,几乎不与突变的热点区域进行结合,因此依旧能对这些变种病毒进行中和。
▲两款强力抗体与受体结合域的识别模式(图片来源:参考资料[1])
但研究人员们也发现,这些抗体还不是“万能药”。倘若这些抗体与新冠病毒受体结合域进行结合的位点发生突变,也会影响到它们的活性。具体来看,研究人员们指出在F486、N487、Y489位点发生突变后,A23-58.1与B1-182.1还是可能失去它们的中和能力。
后续的研究指出,倘若使用抗体组合疗法,将识别机制不同的抗体进行联合,有望减少病毒发生逃逸的风险,避免中和能力的丧失。这或许会是未来的一个研发方向。
研究人员们在论文的讨论环节总结提到,尽管这些个体在疫情早期感染了新冠病毒,但他们体内依旧可以产生对新兴变种病毒具有中和能力的抗体。而本研究发现了抗体与病毒受体结合域如何进行结合的洞见,有望用来选择性诱导人体对新冠病毒的免疫力,产生更广泛的抗体保护。
我们也期待这些洞见早日转化为有效的预防和治疗手段,帮助我们早日终结疫情!
参考资料:
[1] Lingshu Wang et al., (2021), Ultrapotent antibodies against diverse and highly transmissible SARS-CoV-2 variants, Science, DOI: 10.1126/science.abh1766
https://science.sciencemag.org/c ... /30/science.abh1766
https://www.linkresearcher.com/t ... 1-ac97-cb5292cc9656
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