《Science Translational Medicine》新型双特异性抗体：对抗新冠变异毒株的有力武器

为应对 SARS-CoV-2 变异株对抗体疗法的挑战，研究人员开发 NTD-RBD 双特异性抗体，其体外中和效果良好且有体内预防潜力。他们的研究成果发表在《Science Translational Medicine》上，为抗击新冠疫情带来了新的希望。

　　

在 2019 年，新冠病毒（SARS-CoV-2）突然出现，引发了全球性的新冠疫情（COVID-19），这场疫情如同一场没有硝烟的战争，波及全球超过十亿人，无情地夺走了至少 680 万人的生命。在疫情早期，单克隆抗体（mAbs）疗法曾被证明是安全有效的预防和治疗手段，它就像一群训练有素的 “士兵”，能精准地识别并攻击病毒，与传统抗病毒药物相比，具有更长的半衰期和更低的副作用发生率。然而，病毒就像狡猾的 “敌人”，不断地变异。随着时间的推移，尤其是奥密克戎（Omicron）等令人担忧的变异株（VOCs）出现，抗原漂移现象使得大多数针对受体结合域（RBD）的单克隆抗体临床治疗效果大打折扣，许多相关药物甚至被迫退出市场。这就好比原本锋利的 “武器” 变得钝了，无法再有效地对抗病毒。因此，开发能应对病毒进化的下一代抗体疗法迫在眉睫。

为了解决这一难题，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们的研究成果发表在《Science Translational Medicine》上，为抗击新冠疫情带来了新的希望。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是冷冻电镜（Cryo-EM）技术，它就像一个超级 “显微镜”，能够让研究人员清晰地观察到抗体与病毒蛋白的结合结构。其次是深突变扫描技术，该技术可以帮助研究人员了解病毒蛋白突变对抗体中和作用的影响。此外，研究人员还构建了动物模型，通过在 K18-hACE2 小鼠身上进行实验，评估双特异性抗体在体内的效果。

下面让我们详细看看研究的结果：

• NTD 特异性抗体 C1596 展现广泛交叉反应性：研究人员对比了不同 NTD 特异性单克隆抗体的结合情况。发现与结合 NTD 抗原超位点的抗体不同，识别抗原超位点以外表位的 NTD 特异性抗体能更广泛地识别 SARS-CoV-2 变异株。其中，C1596 抗体表现尤为突出，它能与所有测试的 SARS-CoV-2 VOC NTD 蛋白结合，且 50% 有效浓度（EC₅₀）值低于 100 ng/ml。在中和实验中，C1596 能中和所有测试的假病毒，而其他一些抗体对新的 Omicron 变异株则表现出弱或无中和活性。并且，C1596 中和病毒的机制独立于阻断 ACE2 与 RBD 的结合。

• C1596 识别独特的四级表位：通过冷冻电镜技术，研究人员解析了 C1596 与 SARS-CoV-2 S 6P 结合的结构。发现 C1596 主要结合 NTD 的一个糖肽表位，同时还与 RBD 和 SD1 相互作用。这种广泛的结合区域使得 C1596 即使在面对病毒突变时，也能保持对病毒的高亲和力。而且，C1596 与其他类似抗体相比，其结合 RBD 的特点可能是它对后期变异株如 Omicron XBB.1.5 结合能力增强的原因。

• C952-C1596 双特异性抗体有效中和 SARS-CoV-2 VOC 假病毒：基于 C1596 的特性，研究人员设计了双特异性抗体（bsAbs）。他们选择了与 C1596 能有效配对的 RBD 特异性抗体 C952，构建了多种 IgG 样双特异性构建体 CoV2-biRNs。实验结果显示，部分 CoV2-biRNs 在体外对 Omicron 变异株的中和活性比亲本抗体单独使用或混合使用时更强。其中，CoV2-biRN5 和 CoV2-biRN7 对所有测试的 Omicron 变异株，包括 BA.2.86 和 JN.1 等，都保持了高效的中和能力（IC₅₀值 < 10 ng/ml）。

• 深突变扫描揭示逃逸突变情况：研究人员利用基于全长 SARS-CoV-2 XBB.1.5 S 蛋白假病毒的深突变扫描文库，研究 S 蛋白突变对 CoV2-biRN5 中和作用的影响。结果发现，逃逸突变主要发生在 NTD 和 RBD。在 NTD 中，有三个突变（P85del、N87I 和 R237Y）对 IC₉₀值影响较大，会导致 C1596 结合完全丧失。不过，这些突变在循环毒株中的频率都低于 0.01%，表明 CoV2-biRN5 对循环毒株可能具有较强的抗性。

• CoV2-biRN5 在小鼠模型中降低病毒载量：研究人员评估了 CoV2-biRN5 的潜在自身反应性、多反应性和药代动力学特性，发现它与对照抗体相比，自身反应性和多反应性较低，且药代动力学与亲本抗体鸡尾酒相似。在 K18-hACE2 小鼠模型中，预防性给予 CoV2-biRN5 可使病毒载量显著降低 1500 倍，虽然治疗性给药时病毒载量也有所降低，但未达到统计学显著性。这表明 CoV2-biRN5 作为预防 SARS-CoV-2 VOCs 的候选药物具有很大的潜力。

总的来说，这项研究成功开发了针对 SARS-CoV-2 的 NTD-RBD 双特异性抗体，其中 CoV2-biRN5 在体外和体内实验中都展现出了良好的效果，为预防和治疗新冠病毒变异株感染提供了新的策略。不过，研究也存在一些局限性，比如双特异性抗体构建体仅局限于 C1596 和 C952 这一对抗体，表达和纯化还需要进一步优化，治疗剂量也需要进一步探索。但这并不影响该研究的重要意义，它为后续开发更有效的抗体疗法指明了方向，就像在黑暗中点亮了一盏明灯，让人们在抗击新冠疫情的道路上看到了新的曙光，有望为免疫功能低下等易感人群带来新的希望。