[发明专利]抗冠状病毒双特异性中和抗体与应用

说明书

本发明公开了抗冠状病毒双特异性中和抗体与应用。具体地公开了特异性结合新型冠状病毒S蛋白受体结合域不同表位的双特异性抗体及应用。所述双特异性抗体包含单链抗体SFC3scFv和完整的人源化抗体HSA‑1F结构，具有高度稳定的对称结构，相比较亲本抗体和与亲本抗体联用都表现出了更好的中和活性，对SARS‑CoV‑2变异毒株、SARS‑CoV病毒和MERS‑CoV病毒也都表现出了较好的中和活性。本发明的双特异性抗体显著提高了新型冠状病毒的中和效果，降低病毒逃逸突变产生的概率，丰富了COVID‑19的治疗和预防手段，有着成为针对冠状病毒的广谱性抗体药物的巨大前景，对冠状病毒感染的防治具有重要的意义。

技术领域

本发明属于生物医药领域，具体涉及抗冠状病毒双特异性中和抗体与应用，特别涉及抗COVID-19病毒中和抗体及其应用。

背景技术

冠状病毒在系统分类上属套式病毒目(Nidovirales)冠状病毒科(Coronaviridae)冠状病毒属(Coronavirus)。冠状病毒属的病毒是具囊膜(envelope)、基因组为线性单股正链的RNA病毒。冠状病毒颗粒形状为圆形或椭圆形，在电镜下的病毒颗粒形态呈现皇冠状，广泛地存在于生物界中。冠状病毒一共分为四个种属，分别是α、β、γ和δ，SARS-CoV-2和SARS-CoV病毒以及MERS-CoV病毒都隶属于冠状病毒的β亚属。

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是一种单股正链的RNA病毒，基因组约为30KB，由内部的遗传物质RNA以及刺突蛋白(Spike Protein，S蛋白)、包膜蛋白(Envelop Protein，E蛋白)、膜蛋白(Membrane Protein，M蛋白)和核衣壳蛋白(Nucleoprotein，N蛋白)等构成。其中S蛋白是形成病毒“冠状”形态的主要蛋白之一，介导SARS-CoV-2进入细胞，是病毒感染宿主细胞的武器。S蛋白又分为S1亚基、S2亚基、跨膜结构域和细胞质结构域，其中S1亚基又包含N端结构域(NTD)和受体结合结构域(receptor binding domain，RBD)。其中S1的RBD区可以与哺乳动物细胞上的受体ACE2(血管紧张素转换酶2，angiotensin converting enzyme2)结合，并介导SARS-CoV-2病毒进入细胞，病毒进入细胞后，不断增殖的SARS-CoV-2病毒颗粒通过胞吐作用进入细胞外液中，进而感染其他宿主细胞。因此，SARS-CoV-2病毒的RBD结构决定了其与潜在受体ACE2结合的效率以及感染的种属特异性，是重要的中和抗体识别与开发靶点。

SARS-CoV-2感染后的主要表现为发烧或轻微咳嗽，重症患者会引发肺炎，并常伴随器官衰竭，甚至死亡。目前并无治疗该病毒的特效药物，疫苗研发、中和抗体疗法、动物血清疗法等被认为是治疗SARS-CoV-2的一种选择。其中，中和抗体疗法在病毒的预防和治疗中起着至关重要的作用，早在之前，就有过从康复患者和接种过疫苗的献血者身上提取多聚血清用作病毒性疾病预防剂的先例，例如乙型肝炎和狂犬病等。晶体研究发现Spike的RBD区存在多个结合位点，一些病人血浆中的抗体可以与ACE2竞争性结合RBD，从空间上阻断病毒侵染宿主细胞；还有一些抗体可以与RBD的其他位点结合，这些抗体为开发治疗性抗体以及抗体鸡尾酒疗法都提供了广阔的前景。但是由于SARS-CoV-2为RNA病毒，容易在复制过程中出错，大量复制可引起多种变异，并且变异速度极快，因此经常会因为突变而出现免疫逃逸的现象，导致疫苗的保护性下降、早期研发的一些单克隆抗体药物失效或中和能力大大降低。

双特异性抗体(bispecific antibody，BsAb)可以与两个不同抗原或同一抗原的两个不同抗原表位相结合,是一种新兴的抗体药物，与单克隆抗体不同的是它具有结合两种不同分子、细胞的能力，独有的特异性和双功能性使其一经面世就成为了抗体药物研发的热点，在肿瘤和自身免疫病治疗方面有着广泛的应用。鉴于此，为了提高抗体治疗的临床疗效，研究和开发冠状病毒的双特异性抗体成为治疗性抗体的发展方向，有着成为针对冠状病毒的广谱性抗体药物的巨大前景，对于丰富COVID-19的临床治疗和预防手段具有重要的意义。

发明内容