[发明专利]全人源抗新冠病毒受体结合域单链抗体No4及其应用

说明书

本发明提供全人源抗新冠病毒受体结合域单链抗体No4及其应用。本发明的全人源单链抗体No4结构简单，是抗体重链可变区V_H和轻链可变区V_L由连接肽(GGGGS)₃连接而成，且含有完整抗原结合部位；可以通过原核表达系统制备，纯度高且成本低；具有较高的抗原亲和力，达到纳摩尔级别(1.61nM)；且可以与表达新型冠状病毒刺突蛋白的细胞株以较高的亲和力结合。总之，本发明提供的抗新型冠状病毒SARS‑CoV‑2受体结合域RBD的单链抗体No4是一种良好材料，可在制备靶向治疗新型冠状病毒SARS‑CoV‑2的药物或检测试剂中的应用。

技术领域

本发明属于基因与抗体工程，涉及人源抗新冠病毒受体结合域单链抗体No4及其应用。全人源抗新型冠状病毒SARS-CoV-2受体结合域(receptor binding domain,RBD)单链抗体No4的筛选，鉴定和原核表达、亲和力测定以及细胞结合活性分析，奠定了其在新型冠状病毒SARS-CoV-2靶向治疗药物及检测试剂开发中的应用。

背景技术

美国密苏里大学的George P.Smith于1985年首次成功地在丝状噬菌体(Filamentous bacteriophage)的基因组中插入了外源目的基因，并且在噬菌体的表面融合表达了目的基因编码的多肽，这就是噬菌体展示技术的起源。噬菌体展示技术自被发明以来，在生命科学领域中取得重要突破。例如作为噬菌体展示技术成功的案例之一的全人源化的抗肿瘤坏死因子单克隆抗体——阿达木单抗(Adalimumab)目前已广泛应用于治疗类风湿性关节炎和炎症性肠病等自身免疫性疾病。鉴于噬菌体展示技术在生物制药领域的重要作用及意义，2018年的诺贝尔化学奖被授予了George P.Smith、美国加州理工学院的Frances H.Arnold以及英国剑桥 MRC分子生物学实验室的Gregory P.Winter，以表彰他们在“肽类和抗体的噬菌体展示技术”作出的杰出贡献。

噬菌体抗体库筛选技术的原理是通过噬菌体展示技术将抗体可变区基因片段插入在噬菌粒质粒的信号肽与衣壳蛋白基因间，从而可以实现将抗体可变区片段与噬菌体衣壳蛋白以融合蛋白的形式呈现在噬菌体的表面，进而构建出噬菌体单链抗体库，然后使用目标抗原在此库中进行几轮亲和淘筛便可以得到特异性结合抗原并表达有高亲和力抗体片段的噬菌体。利用目的抗原为靶标在以从人源的免疫细胞中获得的人抗体可变区基因片段建立噬菌体抗体库中经过几轮筛选便可获得针对该抗原的抗体片段及其基因序列，最后通过哺乳动物表达系统可获得靶向目标抗原的特异性全人源抗体。该技术模拟了自然选择的过程，可在短时间内实现对靶分子特异性受体的高通量筛选，极大地提高了筛选的效率。

单链抗体scFv可在多个表达系统中进行表达，目前比较常用的，是大肠杆菌表达系统和哺乳动物表达系统。单链抗体具有结构简单、相对分子量小、穿透性强、免疫源性低等优点，在疾病临床诊断、治疗、预防等方面具有重要作用和广阔的应用前景。构建全人源抗体库的目的是寻找一种能与新型冠状病毒结构蛋白-受体结合域RBD特异性结合的单链抗体 scFv，这类特异识别新型冠状病毒SARS-CoV-2受体结合域RBD的单链抗体本身或者其可变区序列，经过基因工程改造成其它的抗体形式后，可以作为临床前研究或者临床中新型冠状病毒患者治疗药物的研究；其次可以作为新型冠状病毒相关检测试剂的开发。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种全人源抗新冠病毒受体结合域单链抗体No4，是一种基因重组的全人源抗新型冠状病毒SARS-CoV-2受体结合域RBD单链抗体No4，是从已构建的全人源白血病噬菌体单链抗体库中筛选出能够特异结合于新型冠状病毒SARS-CoV-2受体结合域RBD的单链抗体。