新冠克星？新型二价纳米抗体构建体对 SARS-CoV-2 XBB 变种的强大防护作用

为应对 SARS-CoV-2 奥密克戎变种，研究人员开发 XBB 特异性纳米抗体，可有效中和病毒，或成治疗新希望。

　　# 新冠研究新突破：新型纳米抗体构建体对抗 SARS-CoV-2 XBB 变种
自 2021 年严重急性呼吸综合征冠状病毒 2（SARS-CoV-2）奥密克戎（Omicron）变种出现以来，它就像一个狡猾的 “病毒刺客”，凭借高突变率和强大的传播能力，在全球范围内掀起一波又一波的疫情浪潮，给临床抗疫带来了巨大挑战。

新冠病毒的刺突（S）蛋白是其表面的 “先锋大将”，包含的受体结合域（RBD）能像一把钥匙，精准地与宿主细胞受体血管紧张素转化酶 2（ACE2）结合，从而打开入侵细胞的大门。而奥密克戎变种的 XBB 和 BA.2.86/JN.1 等谱系在 RBD 上发生的氨基酸突变，使得它们如同披上了一层 “免疫隐身衣”，轻松避开了此前针对原始毒株研发的中和抗体的 “攻击”。

曾经在新冠治疗中大放异彩的传统单克隆抗体，面对这些新变种时却纷纷 “折戟”。美国批准的 Evusheld（阿斯利康）、bebtelovimab（礼来）等抗体疗法，对 BJ.1、XBB、CH.1.1 和 BQ.1.1 等新兴变种毫无效果，最终被美国食品药品监督管理局（FDA）撤销批准。其他获批的抗体治疗方案，也因对早期奥密克戎变种（如 BA.1、BA.5 或 BA.2.75.2 ）活性有限，逐渐退出了抗疫舞台。

在这样的困境下，来自美国威斯康星大学麦迪逊分校兽医学院流感研究所、佐治亚理工学院等机构的研究人员，决定另辟蹊径，开展针对奥密克戎变种的研究。他们将目光聚焦在单域抗体，也就是纳米抗体上。纳米抗体是源自骆驼科动物抗体可变区的重链单域片段，就像一个个小巧灵活的 “免疫战士”，相比传统抗体，具有高热稳定性、化学稳定性、模块化和易于生产等优点。

研究人员通过筛选酵母表面展示的单域抗体文库，开发出了三种与小鼠 Fc 结构域融合的纳米抗体构建体：XNb 4.13-Fc、XNb 4.14-Fc 和 XNb 4.15-Fc。这一研究成果发表在《npj Viruses》杂志上，为抗击新冠病毒带来了新的曙光。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先是酵母表面展示技术，利用该技术筛选出与 XBB RBD 结合的纳米抗体；接着通过磁激活细胞分选（MACS）和荧光激活细胞分选（FACS）对筛选出的纳米抗体进行多轮富集和筛选；还使用了酶联免疫吸附测定（ELISA）来检测纳米抗体与 XBB S 蛋白的结合能力；在动物实验方面，选用 K18-hACE2 小鼠进行病毒感染实验，评估纳米抗体的保护效果 。

下面来看看具体的研究结果：

1. 纳米抗体的筛选与鉴定：研究人员从合成的酵母表面展示纳米抗体文库中，经过多轮 MACS 和 FACS 筛选，随机挑选并测序了 24 个纳米抗体，其中 10 个具有独特序列。通过流式细胞术分析发现，纳米抗体 3、4、5、6、9 和 10 与 XBB RBD 结合能力较强，进一步对这 6 个纳米抗体与 XBB S 蛋白的结合评估后，选择了结合能力最强的 XNb 4.13、XNb 4.15 和 XNb 4.14 进行后续研究。
2. 纳米抗体与 XBB S 蛋白的结合特性：设计、表达并纯化了这三种纳米抗体的二价 Fc 融合蛋白，ELISA 分析显示，XNb 4.13-Fc、XNb 4.14-Fc 和 XNb 4.15-Fc 与 XBB S 蛋白的结合亲和力极高，半最大有效浓度（EC₅₀）分别为 194pM、483pM 和 329pM ，与 ACE2-Fc 融合蛋白相比，它们的结合能力相似甚至更强。
3. 纳米抗体的中和活性：通过活病毒焦点减少中和试验（FRNT）评估纳米抗体对 XBB 病毒的中和能力，结果显示 XNb 4.13-Fc 和 XNb 4.14-Fc 能够有效中和 XBB 病毒，半数抑制浓度（IC₅₀）分别为 1.44μg/mL（18nM）和 10.3μg/mL（129nM） ，而 XNb 4.15-Fc 则没有中和活性。
4. 纳米抗体的结合表位分析：利用竞争 ELISA 实验，研究人员发现 XNb 4.13-Fc 的结合表位与 S309 显著重叠，而 XNb 4.14-Fc 的结合表位至少部分位于 RBM 内，且与 S309 和 RBM 的表位部分重叠。
5. 纳米抗体在小鼠体内的保护效果：在 K18-hACE2 小鼠实验中，无论是腹腔注射还是鼻内给药，XNb 4.13-Fc 和 XNb 4.14-Fc 都能显著降低感染 XBB 病毒后小鼠肺部的病毒载量，其中鼻内给予 XNb 4.13-Fc 的效果尤为显著，使小鼠肺部病毒滴度比对照组降低了 82 倍。

研究结论和讨论部分指出，该研究成功开发出的三种纳米抗体构建体，其中两种在体外能有效中和 XBB 变种，并显著降低感染小鼠肺部的病毒载量，且通过腹腔注射和鼻内给药两种方式都能发挥作用。这一研究成果不仅证明了体外筛选合成纳米抗体文库是开发高亲和力 XBB 靶向纳米抗体的有效方法，也为未来快速开发针对新型 SARS-CoV-2 变种的纳米抗体提供了重要参考。

不过，研究人员也表示，未来还有许多工作需要开展。例如，进一步比较 XNb 4.13-Fc 和 XNb 4.14-Fc 与其他抗体（如 S309 ）在体内的疗效；评估纳米抗体在感染后的治疗效果；探索纳米抗体对其他变种（如 EG.5.1、KP.3.1.1 等）的中和活性，以及通过设计双特异性或多特异性纳米抗体构建体来增强其保护范围和效力。

总的来说，这项研究为抗击新冠病毒提供了新的思路和潜在的治疗方案，让我们在与新冠病毒的这场漫长 “战斗” 中看到了新的希望。但前方的道路依然充满挑战，还需要科研人员不断探索和努力，才能更好地应对新冠病毒的威胁。