[发明专利]一种抗新型冠状病毒的全人源单克隆中和抗体及其应用

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中和抗体及其应用。从新冠肺炎康复患者血液中筛选B型淋巴细胞，获得的抗体与病毒受体结合域（RBD）的亲和常数为1.19 nM。使用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的结合表位与宿主细胞受体（ACE2）的结合表位高度重叠，能竞争性阻断RBD与ACE2结合，抑制其侵染宿主细胞。抗体能够应对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为0.57 ng/mL，具有安全、高效、广谱的优点，有望作为中和抗体药物用于诊断、治疗和预防新冠肺炎。

技术领域

本发明涉及生物医药领域，特别涉及一种抗新型冠状病毒的全人源单克隆中和抗体及其应用。

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，疫病已经扩散到了世界各地，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，针对新冠肺炎的疫苗和治疗特效药物大部分仍处于临床试验和初期紧急试用阶段，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。新型冠状病毒基因编码多个结构蛋白，如S蛋白、N蛋白、M蛋白和E蛋白和等，S蛋白、M蛋白和E蛋白参与病毒细胞膜的形成，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。新冠病毒和当年的萨斯病毒（SARS-CoV）一样，都是通过其S蛋白的受体结合域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部分表面由于与ACE2特异结合具有一定的遗传保守性，也是病毒的弱点和广谱中和抗体的关键作用位点以及药物筛选的重要靶点。

新冠肺炎治疗方法中，新型冠状病毒肺炎康复患者体内存在多种抗体，能够中和病毒并阻止感染。使用康复者血浆疗法，在治疗重症患者的治疗过程中展现了良好的治疗效果，但是由于血浆来源有限、难以大规模制备、批间差异大和其它疾病感染风险等，使得这一疗法不能够大范围的推广应用。鉴于康复者血浆疗法的主要有效成分是中和抗体，从康复患者的血液中筛选全人源单克隆中和抗体在体外规模化生产，其成分单一，抗病毒机制明确，安全性有效性强，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中和抗体药物，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针对RBD表面遗传上保守的ACE2受体结合表位的中和抗体。采用流式细胞技术从新冠肺炎康复患者的血液中筛选记忆B型淋巴细胞，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，从单一B细胞中获得此细胞表达的针对新型冠状病毒中和抗体的重链和轻链。然后通过基因工程手段，构建稳定表达抗体的稳定细胞系，在体外规模化制备该单克隆中和抗体。使用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RBD大部分结合表位与ACE2的结合表位重叠，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中和抗体的安全性、有效性和广谱性。所述单克隆抗体在本申请中被命名为“YK-CoV2-01”。

本发明提供了单克隆中和抗体：

（I）、所述单克隆中和抗体的重链的三个CDR区：CDR1、CDR2和CDR3的氨基酸序列分别具有如SEQ ID No.1、2和3所示的氨基酸序列；且