Cell|碧云天产品助力新冠肺炎抗体治疗研究
2022年4月14日《Cell》杂志发表了复旦大学基础医学院、上海市重大传染病和生物安全研究院应天雷与复旦大学生物医学研究院孙蕾、复旦大学基础医学院吴艳玲团队的最新合作研究成果“Broad neutralization of SARS-CoV-2 variants by an inhalable bispecific single-domain antibody”。随着新冠病毒多种变体的不断出现，现有新冠病毒疫苗和治疗性抗体的有效性在一定程度上受到了限制，同时单抗药物的给药方式也使得抗体药物难以有效扩散至肺部，这为新冠肺炎的预防和治疗带来了巨大的难题。本文报道了一种全新的广谱双特异性人源纳米抗体，其能够同时靶向新冠病毒刺突蛋白表明两个不同的抗原表位，能够高效中和多种现有的新冠病毒流行变异株。同时该抗体还能够作为雾化吸入制剂，在新冠病毒感染的小鼠模型中表现出了很好地疗效。该研究为新冠病毒疫苗和相关抗体药物的研发改进提供了新的理论思路。
研究团队首先对奥密克戎的免疫逃逸情况进行了分析，结果发现其RBM区域发生了大量突变，使其对于靶向RBM的大部分抗体都产生了免疫逃逸现象，导致接种疫苗后血清中大量产生RBM抗体的人群对奥密克戎具有较低的中和抗体滴度。随后研究人员评估了6种分别结合于不同表位的常见抗体与奥密克戎的结合能力及中和效价。结果显示识别RBD侧面表位的n3113v抗体和识别三聚体内部高度保守表位的n3130v抗体针对奥密克戎变体依旧具有良好的抗体中和效力，这说明靶向non-RBM的抗体依旧具有广泛中和奥密克戎变体的潜能。
为了获得更优的抗体中和效力，研究人员利用灵活多肽接头连接上述两个针对不同表位的单域抗体n3113v和n3130v，构建得到了双特异性单域抗体，命名为bn03，该抗体以分子质量为27kDa的单体形式存在。bn03与n3113v和n3130v相比具有更好的中和效力，IC50仅为0.28μg/mL。其可以广泛中和六种病毒变体，IC50在0.11-0.76μg/mL之间。此外，研究人员发现bn03仍旧能够与n3113v或n3130v饱和的RBD相结合。为了进一步了解bn03的结合机制，研究人员利用低温冷冻电镜解析了抗体结构及毒株三聚体S蛋白的具体结构，发现bn03两端的n3113v和n3130v能够同时结合在同一个RBD上，彼此不会相互干扰，同时n3130v的结合还会使三聚体S蛋白具有更好的空间结构，便于n3113v与RBD结合，二者具有良好的协同作用机制。
最后，考虑到目前的抗体药物大多以注射方式给药，因此为了在靶器官达到有效药物浓度往往会采用较高的给药剂量，这一方面会增加治疗风险，一方面也会增加治疗成本。结合此前已有报道称纳米抗体由于其尺寸小、稳定性高、溶解性好等特点，可通过吸入方式用于肺部疾病的治疗，因此研究人员又进一步验证了bn03 通过雾化给药的可行性。研究人员首先利用DyLight800标记n3113v抗体，使其可视化，并比较吸入给药(INH)和传统腹腔给药(IP)后抗体在小鼠体内的分布情况。小鼠在不同时间点的生物成像结果表明INH有效地将单域抗体输送到胸腔，而IP组抗体则大部分滞留在腹腔内。说明吸入给药方式确实可以将抗体药物更好地输送至肺组织，并且在新冠肺炎小鼠模型中具有更优的治疗效果。
随后研究人员验证了bn03经雾化吸入给药的可能性。结果显示，与传统抗体药物相比，bn03能够有效形成粒径小于5μm的液滴，方便其更好地在肺组织聚集。在小鼠体内经吸入给药后，通过测定指定时间点小鼠血浆和肺组织中的抗体浓度，发现该液滴的确可以有效聚集在小鼠肺组织中，肺中bn03的峰值浓度比血浆中bn03的峰值高22倍。同时研究人员利用hACE2转基因小鼠构建了新冠肺炎轻症和重症模型，用于评估吸入bn03对于新冠肺炎的治疗效果。结果显示，在轻症和重症小鼠模型中，吸入bn03均有效减轻小鼠肺损伤，起到了一定的治疗作用。
在研究中，研究人员使用了碧云天QuickMutation™基因定点突变试剂盒用于不同SARS-CoV-2刺突蛋白突变体质粒的构建。
| 产品编号 | 产品名称 | 产品包装 |
| D0206 | QuickMutation™基因定点突变试剂盒 | 10次 |
| D0208S | QuickMutation™ Plus基因定点突变试剂盒 | 10次 |
| D0219S | QuickMutation™基因随机突变试剂盒 | 50次 |
| D0219M | QuickMutation™基因随机突变试剂盒 | 200次 |
论文链接：
Li et al.,Broad neutralization of SARS-CoV-2 variants by an inhalable bispecific single-domain antibody, Cell (2022).
https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.03.009