夏宁邵教授团队揭示一种抗体鸡尾酒疗法的新机制

　　

抗体疗法是传染病防治的一个重要手段，抗体鸡尾酒疗法被认为是比单种抗体疗法更为有效的一种治疗手段，通常具有抵抗病毒突变和多机制协同发挥作用的优势。一般的抗体鸡尾酒疗法需要选择表位结构独立的非竞争性抗体，而重叠表位的抗体组合是否存在协同增效的作用，目前仍未知。夏宁邵教授团队在前期的研究基础上，获得了三株靶向肠道病毒柯萨奇B组病毒1型（coxsackievirus B1，CVB1）受体结合域且表位部分重叠的高效中和抗体，首次从分子水平上揭示了双抗体和三抗体鸡尾酒组合可模拟受体诱导不同程度的颗粒类型变构效应及裂解，并互补结合目前已知的所有CVB1不同颗粒类型，从而发挥协同抗病毒作用。该研究以肠道病毒抗体为例，阐明靶向病毒受体结合域的高效中和抗体协同中和的新机制，为开发靶向病毒受体的竞争性抗体鸡尾酒组合疗法提供重要参考和理论基础。

柯萨奇B组病毒是人肠道病毒的主要成员，柯萨奇病毒-腺病毒受体CAR（coxsackievirus and adenovirus receptor）是CVB病毒感染的脱衣壳受体（uncoating receptor），可诱导成熟病毒颗粒的不可逆变构及核酸释放。CVB-CAR结合域是发现高效抗病毒表位的理想靶标。此前，研究团队在研究中阐明了CVB与CAR受体相互作用及受体诱导病毒变构过程的精细特征，阐释了CAR介导CVB病毒高效脱衣壳的作用机制与关键位点（Cell Host & Microbe，2021）。近期，研究团队基于前期构建的CAR受体竞争的中和抗体筛选策略，获得了三株靶向CAR受体结合域的中和抗体2E6、8A10和9A3。三株抗体均具有较好的结合及中和活性，其中8A10对CVB成熟病毒颗粒的亲和力最高。研究发现，双抗体及三抗体组合显示良好的协同中和及治疗潜能，其中三抗体鸡尾酒疗法在0.1 μg/g的低剂量下仍能保护小鼠免受致命攻击。此外，三株抗体在CVB1攻毒后的NOD小鼠急性胰腺炎模型中可有效防止胰腺炎的发生发展。随后，研究团队构建并解析三株中和抗体分别结合一系列代表CVB感染不同阶段的共计12个高分辨率免疫复合物，包括CVB1成熟颗粒（mature virion）、前体脱衣壳中间态（pre-A-particle）、脱衣壳中间态（A-particle）和空心颗粒（empty particle），揭示了靶向CAR受体结合域的高效中和抗体与CVB全部颗粒类型的相互作用方式、结构特征与关键氨基酸位点。研究显示，三株抗体的关键表位均集中在病毒衣壳蛋白VP2的EF-loop附近，三株抗体结合在空间上相互重叠并且与CAR受体的结合存在空间位阻，抗体因更高的亲和力可竞争CAR对病毒的结合。进一步通过双抗体及三抗体免疫复合物的结构分析发现，这些表位重叠的抗体竞争性结合病毒时，会加速诱导病毒的脱衣壳进程，并同时结合目前已知的所有病毒颗粒形式，并最终导致病毒裂解，从而发挥强效的协同病毒中和和治疗作用。

近日，该研究成果以题为“Structural basis for the synergistic neutralization of coxsackievirus B1 by a triple-antibody cocktail”的研究论文在线发表于《细胞》子刊《细胞?宿主与微生物》（Cell Host & Microbe）。这是夏宁邵教授团队近年来在《自然?通讯》（Nature Communications，2017）、《科学?进展》（Science Advances，2018）、《自然?微生物学》（Nature Microbiology，2019）和《细胞?宿主与微生物》（Cell Host & Microbe，2020、2021）上发表肠道病毒重要病原体相关研究论文后的又一项重要研究成果。国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心郑清炳高级工程师、博士后朱瑞、博士生尹志超、博士后徐龙发、博士生孙辉、俞海副教授为该论文共同第一作者，夏宁邵教授、李少伟教授、程通教授、顾颖副教授为该论文共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、厦门市科技计划项目的资助。

论文链接：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(22)00394-8

（图/文 国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心）