抗SARS-CoV-2以及其他人冠状病毒的中和性抗体研究 ​

来源：BioArt

撰文 | 唐小糖

COVID-19自爆发以来已对全球公共卫生安全、社会稳定以及经济发展造成重大影响，世卫组织预测全球感染人数将会超百万人。近日，来自复旦大学姜世勃、纽约血液中心杜兰英和Christopher Hillyer三位研究者在Cell出版社的Trends in Immunology期刊上发表了一篇Review，对抗SARS-CoV-2和其他人冠状病毒的中和性抗体（nAbs）进行了全面总结。

SARS-CoV-2感染主要导致肺炎和上/下呼吸道感染，主要的临床症状是发烧和咳嗽，但也伴随其他症状如呼吸急促、肌肉疼痛、头痛、喉咙痛甚至急性呼吸窘迫综合征以及多器官衰竭。对于患有糖尿病、高血压或心血管疾病等基础合并症的老年人，SARS-CoV-2感染可能更容易导致严重和致命的呼吸道疾病。目前为止，SARS-CoV-2对儿童的影响一直比较温和。病毒可以通过飞沫传播和接触传播。在感染期间，其S蛋白的S1亚单位的受体结合域（RBD）与宿主细胞表面受体ACE2结合，使S2亚单位构象改变，进而促使病毒和细胞进行膜融合侵入靶细胞，并在靶细胞内进行复制（图1A）。

由病毒或疫苗诱导产生的nAbs在抗病毒感染过程中起着至关重要的作用。对SARS-CoV和MERS-CoV的nAbs的研究主要包括单克隆抗体（mAbs）、其抗原结合片段（Fab）、单链可变区片段（scFv）或单域抗体（Nbs），他们通过靶向S1-RBD、S1-NTD或者S2区来阻止S2亚单位介导的S1-RBD与宿主细胞的膜融合，进而抑制病毒感染，SARS-CoV和MERS-CoV的这些nAbs的靶点和机制如图1B所示，有代表性的SARS-CoV和MERS-CoV的RBD特异性nAbs如表1所示，目前还没有SARS-CoV-2特异性的nAbs被报道。

表1. SARS-CoV和MERS-CoV的RBD特异性nAbs

SARS-CoV nAbs

所有的抗SARS-CoV的抗体都是针对其S蛋白，大部分是RBD区域，也有S2区或是S1/S2裂解部位。例如，从SARS-CoV感染的患者中分离出来的mAbs如S230.15和m396，可以通过与病毒RBD区相互作用阻止RBD与ACE2受体结合进而改善人和果子狸的感染情况。其他的人mAbs如S109.8和S227.14对人、果子狸和狗感染均有交叉中和活性，可以保护小鼠免受四种不同的SARS-CoV毒株感染。人nAb 80R（scFv或mAb）也可以通过阻止RBD与ACE2结合而具有中和作用。尽管有很多nAbs在细胞中或动物模型中显示出很强的中和性和保护性，但仍然没有进入临床研究，所以这些抗体是否对SARS-CoV-2具有潜在的交叉中和活性还需更深入的研究。

MERS-CoV nAbs

此前有很多MERS-CoV特异性的nAbs被报道，大部分也都是靶向S蛋白的RBD区域，有小部分靶向S1-NTD和S2亚单位。在这些nAbs中，人mAbs或Fabs（从患者分离出的MERS-27、m336、MERS-GD27和MCA1）、人源化mAbs（hMS-1、4C2 h）、小鼠mAbs（从小鼠分离出的Mersmab1、4C2和D12）和Nbs（从骆驼分离出的HCAb-83和NbMS10-Fc）均识别RBD区域，可以中和假病毒或活病毒感染。一些人分离出的或人源化的mAbs和Nbs可以保护小鼠、兔子或猴子免受MERS-CoV感染。目前为止，只有一个从转基因牛分离出的MERS-CoV nAb（SAB-301）进入临床一期试验。这些抗体是否对SARS-CoV-2具有潜在的交叉中和活性同样需更深入的研究。

SARS-CoV-2 nAbs

近期，从SARS-CoV-2感染的康复病人体内分离出的多克隆抗体已经被用于治疗SARS-CoV-2感染，但还没有SARS-CoV-2特异性的nAbs被报道。研究者正在努力试图寻找具有中和作用的nAbs，找到之后下一步将进行体外的中和或交叉中和实验以及体内的动物保护试验，检测其安全性和有效性为进入临床试验做准备。

SARS-CoV-2与SARS-CoV密切相关，并且其S蛋白具有高度同一性，研究人员试图在SARS-CoV nAbs中寻找具有潜在交叉中和活性的抗体以对抗SARS-CoV-2感染。值得注意的是，SARS-CoV RBD特异性的人中和mAb CR3022，可以与SARS-CoV-2的RBD区结合，但中和性未知。此外，康复的SARS患者血清或SARS-CoV S1特异性的动物血清可以交叉中和SARS-CoV-2感染。SARS-CoV RBD特异性多克隆抗体与SARS-CoV-2 RBD蛋白也可以发生交叉反应，在表达ACE2的HEK293T细胞中可以交叉中和SARS-CoV-2感染，为针对SARS-CoV RBD疫苗的开发提供了一定的策略。在目前缺乏SARS-CoV-2特异性疫苗和抗体的情况下，靶向SARS-CoV RBD的nAbs也有用于预防和治疗SARS-CoV-2感染的潜力。

基于SARS-CoV和MERS-CoV的nAbs的研究，靶向S蛋白RBD区域的抗体在中和方面具有更好的效力，暗示SARS-CoV-2的RBD区域应当作为研究重点，除了RBD区域，与S蛋白的其他区域的特异性抗体的鸡尾酒组合可能提高效力和具有应对突变株的能力。康复者血清被用以治疗COVID-19，但要谨慎靶向非RBD区的非中和抗体带来的抗体依赖增强（ADE）现象。总的来说，SARS-CoV和MERS-CoV的nAbs研究为SARS-CoV-2的特异性抗体设计和发展提供重要的指导作用。