中和抗體是預防和治療病毒感染的重要手段，但由於新冠病毒的持續變異和血清學特性轉變，早期研發的中和抗體往往在臨床試驗完成前就被新發變異株逃逸，引發保護效果降低或失效，抗體藥物的研發速度往往趕不上新冠病毒的變異速度。因此，在新冠病毒繼續演變的背景下，廣譜型抗體的發現和機製研究十分重要。
2024年2月6日，万博英超狼队网官方网 王鵬飛團隊聯合狗万外围充值 生物醫學研究院孫蕾團隊、香港大學微生物係朱軒團隊、万博英超狼队网官方网 曹誌偉團隊等合作完成的廣譜抗沙貝病毒中和抗體研究論文-《Potent and broadly neutralizing antibodies against sarbecoviruses induced by sequential COVID-19 vaccination》在Nature子刊《Cell Discovery》（IF：33.5）正式發表。研究結果表明從僅接種新冠疫苗的健康者體內能夠成功分離出多個具有廣譜中和活性的單克隆抗體，揭示了新冠疫苗接種可以誘導機體產生針對新冠突變株和其他泛沙貝病毒的廣譜中和抗體。
本項目研究選取了一個接受特殊五針疫苗接種、具有廣譜中和能力的個體，用於廣譜中和抗體的分選。通過流式分選PBMC中與冠狀病毒S三聚體特異性結合的記憶B細胞，而後進行單細胞RNA測序，以確定每種抗體配對的重鏈和輕鏈序列。通過計算機輔助篩選，最終選擇可能對多種冠狀病毒存在潛在交叉反應的86個單克隆抗體（圖1A）。而後通過假病毒中和實驗篩選獲得5個候選抗體，其中PW5-4、PW5-5、PW5-298、PW5-534和PW5-535對SARS-CoV和SARS-CoV-2均表現出較好的中和活性；PW5-570雖然僅中和SARS-CoV-2，但其活性極強，IC50為1 ng/ml（圖1B）。接下來，在Vero-E6細胞中這5種候選抗體進行了活病毒中和測定。與假病毒結果類似，發現PW5-4、PW5-5和PW5-535對所有測試的SARS-CoV和SARS-CoV-2變體均有中和活性，顯示很好的廣度。同時，PW5-570是Omicron BA.5變異株之前所有SARS-CoV-2毒株具有最有效的單克隆抗體（圖1B）。
圖1：針對人類冠狀病毒的廣譜中和抗體鑒定
抗原-抗體複合物的冷凍電鏡結構解析發現，PW5-570的表位大多與RBM重疊，且與ACE2受體之間存在明顯空間位阻，從而阻止S與受體ACE2結合（圖2A）。同時，確定了PW5-5（圖2B）和PW-535（圖2C）分別與Omicron XBB S和SARS-CoV S複合物的冷凍電鏡結構。研究發現PW5-5和PW5-535結合RBD中的更保守的表位，且二者表位不重疊。同時，PW5-5誘導RBD向外移動並進入“超開”狀態，導致RBD構象不穩定。而PW5-535可以阻止ACE2附著，結合RBD內部隱形表位，該表位與CR3022表位部分重疊，且PW5-535還結合與RBD相鄰的SD1前端。總的來說，PW5-5和PW-535結合表位相對保守，很好的解釋了它們具有廣譜抗沙貝病毒中和活性的原因。
圖2：PW5-570、PW5-5 和PW5-535與指定冠狀病毒S三聚體的結構解析
為了進一步評估抗體的體內保護作用，團隊選擇了病毒感染的敘利亞黃金倉鼠模型（圖3A）進行研究。通過顯著降低的病毒RdRp基因拷貝（圖3B）以及治療後檢測不到的感染性病毒（圖3C）和病毒N基因表達（圖3D），證明PW5-570具有很強的體內抗新冠病毒能力。同時，選擇PW5-5、PW5-535或兩種抗體的組合預防性治療SARS-CoV-2 XBB.1或SARS-CoV感染的倉鼠研究它們在體內的廣譜抗病毒活性。結果表明，兩種抗體及其組合均有效降低了XBB.1和SARS-CoV在倉鼠鼻甲和肺部的複製（圖3E-J）。進一步證實了PW5-5和PW5-535這兩種中和抗體的廣譜抗沙貝病毒作用，有望成為新冠變異株以及未來可能出現的冠狀病毒的候選幹預藥物。
圖3：PW5-5、PW5-535和PW5-570對敘利亞黃金倉鼠的抗病毒保護功效
万博英超狼队网官方网 博士後趙曉宇（現為狗万外围充值 感染與健康研究院助理研究員）、狗万外围充值 附屬中山醫院副研究員裘天頤、香港大學微生物係博士後黃馨兒、狗万外围充值 生物醫學研究院博士研究生毛綺妤和王亞傑以及万博英超狼队网官方网 博士研究生喬芮為論文共同第一作者。万博英超狼队网官方网 /上海市重大傳染病和生物安全研究院王鵬飛青年研究員、狗万外围充值 生物醫學研究院孫蕾青年研究員、香港大學微生物係朱軒助理教授、万博英超狼队网官方网 曹誌偉教授為文章共同通訊作者。該研究得到了國家重點研發計劃、國家自然科學基金、上海市啟明星計劃以及上海市浦江計劃等多項基金的資助的支持。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41421-024-00648-1
万博英超狼队网官方网 王鵬飛課題組招聘博士後，詳見：//www.xahaidun.com/0f/eb/c28141a659435/page.htm