[发明专利]一种抗新型冠状病毒的全人源单克隆抗体及其应用

说明书

本发明涉及生物医药领域，公开了一种抗新型冠状病毒的全人源单克隆抗体及其应用。以SARS‑CoV2受体结合域（RBD）为探针，使用流式细胞术筛选新冠肺炎康复患者的B淋巴细胞，制备出单克隆抗体与RBD的亲和常数为4.03 nM。用X射线晶体衍射解析抗体与RBD复合物的三维结构发现抗体与宿主细胞受体（ACE2）的结合表位重叠，能够竞争性阻断RBD与ACE2的结合，抑制病毒侵染宿主细胞，也能够应对新冠病毒发生某些遗传突变，其阻断假病毒（累加B.1.1.7突变株基因和D614G）感染宿主细胞的半数有效浓度（IC₅₀）为0.12 ng/mL，具有诊断、治疗和预防新冠肺炎的应用前景。

技术领域

本发明涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种抗新型冠状病毒的全人源单克隆抗体及其应用。

背景技术

新型冠状病毒肺炎（COVID-19）的病原体是新型冠状病毒(SARS-CoV2)，可引起严重的急性呼吸系统疾病。根据世界卫生组织报告，疫病已经扩散到了216个国家和地区，导致大量人员伤亡。COVID-19的临床特征包括发热、干咳和疲劳、呼吸衰竭，甚至导致死亡。到目前为止，用于预防的疫苗和治疗新型冠状病毒肺炎的特效药物大部分仍处于临床试验或特定条件下的紧急使用阶段，安全性和有效性需进一步验证。

SARS-CoV2属冠状病毒科 (Coronaviridae) 冠状病毒属 (Coronavirus)，是一类有包膜的单股正链RNA病毒。病毒基因编码包含多个结构蛋白，如S蛋白、N蛋白、M蛋白和E蛋白等；S蛋白、M蛋白和E蛋白参与病毒细胞囊膜的形成，而N蛋白则参与病毒的核酸装配。研究表明，S蛋白是病毒入侵宿主细胞的关键蛋白，承担病毒与宿主细胞膜受体结合及膜融合功能，决定了病毒的宿主范围和特异性，可通过其受体结合域（RBD）的基因重组或突变实现不同宿主间传播，并导致较高的死亡率和传染率。与当年的萨斯病毒（SARS-CoV）一样，两种冠状病毒都是通过其RBD与宿主细胞表面的血管紧张素转换酶2（ACE2）结合，诱导病毒囊膜与宿主细胞膜发生融合，实现病毒对宿主细胞的侵染。RBD与ACE2结合的表位在遗传上相对保守，是病毒的弱点和广谱性中和抗体的重要作用位点以及抗体药物筛选的关键靶点。

新型冠状病毒肺炎的康复患者体内存在多种抗体，能够中和病毒并阻止进一步感染，康复患者血浆疗法在重症患者的治疗过程中展现了良好的效果。但是由于康复患者血浆来源有限，难以大规模制备，且存在批间差异和其它疾病传染风险等因素，使得这一疗法不能够大范围的推广应用。鉴于康复患者血浆的主要有效成分是中和抗体，而全人源单克隆抗体成分单一、安全性强、抗病毒机制明确、易规模化制备，将是新冠肺炎治疗药物研发的重要方向。

发明内容

为研制治疗和预防COVID-19的高效全人源单克隆抗体药物，本发明提供了一种在观察新型冠状病毒S蛋白RBD三维结构的基础上，设计筛选探针，目的是更为有效地从新型冠状病毒肺炎康复患者的外周血中筛选特异性记忆B淋巴细胞，单细胞巢式PCR技术获得单一B淋巴细胞表达抗体的重链和轻链基因序列，然后通过基因工程手段，构建表达抗体的稳定细胞系，在体外规模化制备该单克隆抗体。使用X射线晶体衍射解析抗体Fab与RBD复合物的三维结构，发现抗体与RBD大部分结合表位与ACE2的结合表位高度重叠，能够竞争性地阻断RBD与ACE2结合，抑制病毒侵染宿主细胞。由于RBD与ACE2结合表位遗传上较为保守，本发明所述抗体能够有效应对新冠病毒发生某些遗传突变，具有良好的广谱性，在不同假病毒感染hACE2人源化细胞模型上验证单克隆抗体的安全性、有效性和广谱性。所述单克隆抗体在本申请中被命名为“YK-CoV2-02”。

本发明的第一个目的是提供了一种抗新型冠状病毒的全人源单克隆抗体YK-CoV2-02，所述的单克隆抗体由重链和轻链组成；所述的重链和轻链具有如下序列：