《来自骆驼科动物和美洲驼的纳米抗体中和SARS-CoV-2变异》

  • 来源专题:新发突发疾病(新型冠状病毒肺炎)
  • 编译者: 蒋君
  • 发布时间:2021-06-17
  • 2021年6月7日,美国的研究人员发现来自骆驼科动物和美洲驼的纳米抗体中和SARS-CoV-2变异[]。自从新冠肺炎大流行以来,SARS-CoV-2已经在全世界造成数百万人死亡。尽管迄今为止已经部署了许多疫苗,但病毒受体结合域(RBD)的不断进化对其有效性提出了挑战。特别是,新兴变种B1.1.7(英国)、B.1.351(南非)和P.1(巴西)已经破坏了获得紧急使用授权的恢复期血清和免疫疗法。避免病毒逃逸的一种潜在替代方法是使用骆驼科动物VHHs(纳米抗体),它们可以识别常规抗体通常无法访问的表位。研究人员从美洲驼和“纳米小鼠”中分离出抗RBD纳米抗体,设计从羊驼、单峰骆驼和骆驼中克隆出VHHs。研究人员发现了两组高度中和的纳米抗体。第1组通过识别在冠状病毒中高度保守但很少被人类抗体靶向的RBD区域来规避抗原漂移。第2组几乎完全集中于RBD-ACE2接口,不能中和携带E484K或N501Y替代物的变体。然而,值得注意的是,当表达为同源三聚体时,第2组纳米抗体保留了对变体的完全中和活性。这些发现表明,多价纳米抗体通过两种不同的机制克服SARS-CoV-2突变:增强ACE2结合域的亲和力,以及识别人类抗体基本上无法获得的保守表位。因此,尽管新的SARS-CoV-2突变体将继续出现,但纳米抗体代表了在疫苗无效时预防新冠肺炎死亡的有希望的工具。

  • 原文来源:;https://www.nature.com/articles/s41586-021-03676-z
相关报告
  • 《Science:美洲驼纳米抗体有望成为对抗新冠病毒的强大武器》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-11-11
    • 在一项新的研究中,来自美国匹兹堡大学的研究人员描述了一种从美洲驼(llama)身上提取小型的但极其强大的SARS-CoV-2抗体片段的新方法,这种抗体片段可以被制成可吸入的治疗剂,具有预防和治疗COVID-19的潜力。相关研究结果于2020年11月5日在线发表在Science期刊上,论文标题为“Versatile and multivalent nanobodies efficiently neutralize SARS-CoV-2”。 这些特殊的称为“纳米抗体(nanobody)”的美洲驼抗体比人类抗体小得多,在中和SARS-CoV-2病毒方面的效果要好很多倍。它们也更稳定。 论文共同通讯作者、匹兹堡大学细胞生物学助理教授Yi Shi博士说,“大自然是我们最好的发明家。我们开发的技术以前所未有的规模调查中和SARS-CoV-2的纳米抗体,这使得我们能够迅速发现数千种具有无与伦比的亲和力和特异性的纳米抗体。” 为了产生这些纳米抗体,Shi求助于一只名叫Wally的黑色美洲驼---它与Shi的黑色拉布拉多犬很相似,因此也与后者的绰号相同。 Shi和同事们利用SARS-CoV-2刺突蛋白的一种片段对美洲驼进行免疫,大约两个月后,这种动物的免疫系统产生了针对这种病毒的成熟纳米抗体。 利用过去三年来Shi一直在完善的一种基于质谱的技术,论文第一作者、Shi实验室研究助理Yufei Xiang鉴定出Wally血液中与SARS-CoV-2结合最强的纳米抗体。 随后,在匹兹堡大学疫苗研究中心(CVR)的帮助下,这些研究人员将他们的纳米抗体暴露在活的SARS-CoV-2病毒中,发现仅一纳克的一小部分的纳米抗体就能够中和足够多的病毒,从而让100万个细胞免受感染。 这些纳米抗体代表了抵抗SARS-CoV-2感染的最有效的治疗性候选抗体,比通过同样的几十年来用于筛选人类单克隆抗体的噬菌体展示方法发现的其他美洲驼纳米抗体要有效数百到数千倍。 Shi及其同事们发现的纳米抗体可以在室温下放置六周,并可以被制成可吸入的雾状物质,从而将这些抗病毒药物直接地送到最需要它们的肺部中。鉴于SARS-CoV-2是一种呼吸道病毒,这些纳米抗体可以在呼吸系统中找到并结合它,甚至在它有机会造成损害之前。 相比之下,传统的SARS-CoV-2抗体需要进行静脉注射,这将使得所注射的抗体稀释到全身,因此需要更大的剂量,并且每个治疗过程中患者和保险公司需要花费约10万美元。 Shi说,“纳米抗体的成本可能会低得多。它们是解决当前危机的紧迫性和严重性的理想选择。” 通过与匹兹堡大学的Cheng Zhang博士和以色列耶路撒冷希伯来大学的Dina Schneidman-Duhovny博士合作,Shi团队发现发现他们的纳米抗体使用多种机制来阻止SARS-CoV-2感染。这使得纳米抗体适合于生物工程。比如,结合到SARS-CoV-2病毒不同区域的纳米抗体可以连接在一起,就像一把瑞士军刀那样,即便这种病毒的一部分发生突变并变得耐药,也无法逃脱它们的杀戮。 论文共同作者、匹兹堡大学疫苗研究中心主任Paul Duprex博士说,“作为一名病毒学家,看到如何利用美洲驼抗体产生的奇特性,构建出一种抵抗SARS-CoV-2临床分离株的有效纳米武器,真是不可思议。”
  • 《6月2日_卡罗林斯卡学院开发一种通过阻止受体相互作用来中和SARS-CoV-2的羊驼纳米抗体》

    • 来源专题:COVID-19科研动态监测
    • 编译者:zhangmin
    • 发布时间:2020-06-04
    • 1.时间:2020年6月2日 2.机构或团队:卡罗林斯卡学院 3.事件概要: 6月2日,bioRxiv预印本平台发表了来自卡罗林斯卡学院研究团队的题为“An alpaca nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by blocking receptor interaction”的文章。 该研究报道了源自羊驼的单克隆抗体片段(纳米抗体)的分离和表征,该片段特异性靶向SARS-COV-2刺突蛋白受体结合域并能中和病毒。结合的复合物在2.9埃分辨率下的冷冻电子显微镜结构表明,纳米抗体(Ty1)结合到受体结合域上的一个“上”和“下”结构均可访问的表位,并且Ty1在空间上阻碍了RBD-ACE2的结合。机理特征证实Ty1直接干扰宿主细胞受体结合。文章表示,该12.8 kDa的纳米抗体以高特异性和高亲和力与SARS-CoV-2刺突结合,并可以通过大量重组产生,显示出成为有效且可广泛使用的SARS-CoV-2抗病毒剂的潜力。 *注,本文为预印本论文手稿,是未经同行评审的初步报告,其观点仅供科研同行交流,并不是结论性内容,请使用者谨慎使用。 4.附件: 原文链接https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.02.130161v1