SARS-CoV-2病毒中和抗体及其用途制造技术

本发明专利技术涉及治疗性抗体及分子免疫学领域，具体提供了一种针对SARS

【技术实现步骤摘要】
SARS-CoV-2病毒中和抗体及其用途


[0001]本专利技术涉及治疗性抗体及分子免疫学领域，更具体地，涉及一种SARS-CoV-2冠状病毒S蛋白的重组单克隆抗体，以及这种抗体的用途，特别是在治疗、预防和诊断由SARS-CoV-2引起的COVID-19疾病中的用途。

技术介绍

[0002]新型冠状病毒SARS-CoV-2作为一种新近出现的人类病原体，可引起发烧、乏力、干咳为主要表现的严重的呼吸系统疾病和COVID-19肺炎。根据世界卫生组织2020年8月19日的数据，全球已确诊病例为21,756,357人，导致771,635人死亡。依据基因组核酸序列，新的病原体被证明是β冠状病毒属的一种新型成员。SARS-CoV-2与蝙蝠冠状病毒RaTG13的基因组序列相似性达96.2％(Zhou P et al,2020,Nature,579:270-273)，与两种蝙蝠SARS样冠状病毒bat-SL-CoVZC45(同源性88％)和bat-SL-CoVZXC21(同源性87％)密切相关，但与SARS-CoV(同源性79％)和MERS-CoV(同源性50％)亲缘关系相对较远(Lu R et al,2020,Lancet,395:565-574)。与SARS-CoV相比，SARS-CoV-2冠状病毒更容易在人与人之间传播，WHO已宣布COVID-19疾病为全球大流行疾病，目前新冠病毒已传播至全球各地。
[0003]与其它冠状病毒一样，新型冠状病毒SARS-CoV-2是一种正义RNA病毒，编码几种主要蛋白S、M、N和E，依赖RNA的RNA聚合酶RDRP以及十几种非结构蛋白。其中S、M、N和E蛋白用于包装病毒结构，RDRP和十几种非结构蛋白用于病毒基因组RNA复制和各个蛋白mRNA的合成。SARS-CoV-2与SARS-CoV病毒很相似，氨基酸序列同源度较高，它的S、M、N、E和RDRP蛋白的氨基酸个数和与SARS-CoV的同源度分别为1273(76％)、222(91％)、419(91％)、75(95％)、932(96％)。类似于SARS-CoV病毒，SARS-CoV-2病毒呈球形，有包膜，外周排列有冠状刺突。SARS-CoV-2的刺突S蛋白形成三聚体(Wrapp D et al,2020,Science,6483:1260-1263)，型如蘑菇状，镶嵌在病毒外表面膜上。S蛋白是该病毒的主要抗原成分，负责病毒与被入侵宿主细胞受体ACE2结合以及病毒与细胞的融合。类似于SARS-CoV病毒S蛋白(Yuan Y et al,2017,Nat Commun,8:15092)，SARS-CoV-2冠状病毒S蛋白主要分为两个结构域S1(1-685)和S2(686-1122)，以及一个短跨膜区和细胞质尾端。在型如蘑菇的S蛋白三聚体中，三个S1结构域形成“蘑菇帽”，三个S2结构域形成“蘑菇茎”。其中，S1中的RBD结构域(Receptor binding domain，氨基酸331-527)负责与被入侵宿主细胞受体ACE2结合，S2负责与宿主细胞融合。S2结构域在整体S蛋白中通常以折叠或蜷曲压缩的构象存在，当病毒在S1脱落后与宿主细胞融合时，S2展示伸展构象以便插入宿主细胞膜(Walls AC et al,2017,Proc Natl Acad Sci USA,114:11157-11162)。据报道，SARS-CoV-2病毒的S蛋白与人细胞受体的结合亲和力远高于SARS-CoV病毒的S蛋白(Wrapp D et al,2020,Science,6483:1260-1263；Walls AC et al,2020,Cell,181:281-292)。另一个与SARS-CoV病毒S蛋白的不同之处在于，SARS-CoV-2S蛋白有一个Furin酶切位点RRAR(氨基酸682-685)，这个酶切位点把S蛋白分为S1和S2两部分，酶切后的S1和S2以非共价键的形式联系在一起。由于S1/S2之间存在Furin酶切位点以及Furin酶在真核组织及细胞中广泛表达；同时，包含多碱性氨基酸的
Furin位点，还可以被其它以赖氨酸或精氨酸为靶点的酶，如细胞表面酶TMPRSS2、核内体cathepsin L酶或可能的胰蛋白酶(Trypsin)等所降解(Hoffmann M et al,2020,Cell,181(2):271-280.e8；Shang J et al,2020,Proc Natl Acad Sci USA,117:11727-11734；Belouzard S et al,2012,Viruses,4:1011-1033)。因此，SARS-CoV-2的S1/S2之间更容易被切割，导致S1结构域在病毒与人宿主细胞融合时更容易脱落，从而增加S2的融合能力和病毒侵染力。而SARS-CoV病毒S1/S2之间仅通过一个碱性氨基酸精氨酸连接，S蛋白在此处被细胞表面酶TMPRSS2和核内体中的cathepsin L酶切后而感染宿主细胞(Belouzard S et al,2012,Viruses,4:1011-1033；Belouzard S et al,2009,Proc Natl Acad Sci USA,106:5871-5876)。所以，以上两个不同之处，即Furin酶切位点的存在和与人受体ACE2的高亲和力，可能是造成SARS-CoV-2冠状病毒高传染力的原因。由于S蛋白负责与人体宿主细胞受体结合以及与宿主细胞的融合，S蛋白是SARS-CoV和SARS-CoV-2冠状病毒治疗性中和抗体的主要靶点。
[0004]目前还没有治疗SARS-CoV-2冠状病毒的特效药物，疫苗和中和抗体似乎是目前最有希望成功的药物。中和抗体通过阻断病毒入侵宿主细胞而防止病毒传播，达到治疗疾病的目的。关于SARS-CoV-2的中和抗体，最近有许多文献报道。例如，再生元制药公司通过转基因鼠和单个B细胞测序平台开发了一系列针对RBD结构域的SARS-CoV-2中和抗体(Hansen J et al,2020,Science,369:1010-1014)。另有研究者们也利用单个B细胞测序技术平台开发了一系列针对SARS-CoV-2的S蛋白RBD结构域的中和抗体(Wu Y et al,2020,Science,368,1274-1278；Cao Y et al,2020,Cell,182:73-84；Pinto D et al,2020,Nature,583:290-295；Ju B et al,2020,Nature,584:115-119)。
[0005]目前已有三种针对SARS-CoV-2冠状病毒S蛋白的中和抗体进入临床研究。2020年6月1日，礼来公司与AbCellera合作研发的中和抗体LY-CoV555完成首批患者给药，进入I期临床研究。LY-CoV555是一种IgG1亚型的针对SARS-CoV-2刺突蛋白S的有效中和抗体。6月11日，再生元制药公司的双抗体鸡尾酒REGN-COV2首次进入临床研究阶段，并且基于I期临床良好的安全性数据，该研究目前得以直接进入III期临床。今年6月，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能够特异性结合SARS-CoV-2冠状病毒S蛋白的抗体或其抗原结合片段，所述抗体或其抗原结合片段包含的重链可变区(VH)包含至少一个、两个或三个选自下组的互补决定区(CDR)：(i)HCDR1，其具有如SEQ ID NO：1或2所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列；(ii)HCDR2，其具有如SEQ ID NO：3或4所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列；和(iii)HCDR3，其具有如SEQ ID NO：5或6所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列；和/或，其包含的轻链可变区(VL)包含至少一个、两个或三个选自下组的互补决定区(CDR)：(iv)LCDR1，其具有如SEQ ID NO：7或8所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列；(v)LCDR2，其具有如SEQ ID NO：9或10所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列；和(vi)LCDR3，其具有如SEQ ID NO：11或12所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列。2.如权利要求1所述抗体或其抗原结合片段，其特征在于，所述抗体或其抗原结合片段包含3个VH可变区CDR和3个VL可变区CDR，其选自下组：(i)其HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2和LCDR3分别具有如SEQ ID NO：1、3、5、7、9或11所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列；(ii)其HCDR1、HCDR2、HCDR3、LCDR1、LCDR2和LCDR3分别具有如SEQ ID NO：2、4、6、8、10或12所示的序列，或者与上述序列中的任何相比具有一个或几个氨基酸置换、缺失或添加(例如1个，2个或3个置换、缺失或添加)的序列。3.如权利要求2所述抗体或其抗原结合片段，其特征在于，所述抗体或其抗原结合片段为鼠源的或嵌合的，其重链可变区包含鼠源IgG1、IgG2、IgG3或其变体的重链FR区；和其轻链可变区包含鼠源κ、λ链或其变体的轻链FR区。4.如权利要求3所述抗体或其抗原结合片段，其特征在于，所述抗体或其抗原结合片段的VH结构域包含如SEQ ID NO：13所示的氨基酸序列，或与上述序列基本上相同(例如至少80％、85％、90％、92％、95％、97％、98％、99％或更高同一性或具有一个或更多个氨基酸取代(例如保守性取代))的序列；和其VL结构域包含如SEQ ID NO：14所示的氨基酸序列，或与上述序列基本上相同(例如至少80％、85％、90％、92％、95％、97％、98％、99％或更高同一性或具有一个或更多个氨基酸取代(例如保守性取代))的序列。5.如权利要求2所述抗体或其抗原结合片段，其特征在于，所述抗体或其抗原结合片段为人源化的。6.如权利要求5所述抗体或其抗原结合片段，其特征在于，所述抗体或其抗原结合片段的VH结构域包含如SEQ ID NO：15所示的氨基酸序列，或与上述序列基本上相同(例如至少80％、85％、90％、92％、95％、97％、98％、99％或更高同一性或具有一个或更多个氨基酸取
代(例如保守性取代))的序列；和其VL结构域包含如SEQ ID NO：16所示的氨基酸序列，或与上述序列基本上相同(例如至少80％、85％、90％、92％、95％、97％、98％、99％或更高同一性或具有一个或更多个氨基酸取代(例如保守性取代))的序列。7.如权利要求6所述抗体，其特征在于，所述抗体包含来源于人免疫球蛋白的重链恒定区和轻链恒定区；较优选地，所述重链恒定区选自人IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgM、IgA1、IgA2、IgD和IgE的重链恒定区；更优选地，所述重链恒定区选自人IgG1、IgG2、IgG3和IgG4的重链恒定区；并且，所述重链恒定区具有天然序列或与其所源自的天然序列相比具有一个或多个氨基酸的置换、缺失或添加的序列；和所述轻链恒定区优选如SEQ ID NO：17所示的人κappa链的恒定区。8.如权利要求7所述抗体，其特征在于，所述抗体包含的重链恒定区选自下组：(i)如SEQ ID NO：18所示的野生型人IgG1的重链恒定区；(ii)如SEQ ID NO：19所示的野生型人IgG2的重链恒定区；(iii)如SEQ ID NO：20所示的铰链区修饰的人IgG2的重链恒定区；(iv)如SEQ ID NO：21所示的含有Ser228Pro突变的人IgG4的重链恒定区。9.如权利要求7或8所述的抗体，其特征在于，所述抗体的重链具有如SEQ ID NO：22所示的氨基酸序列；或与上述序列中的任何相比具有一个或几个置换、缺失或添加(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，孙见宇，武翠，张晓峰，刁家升，周利，马心鲁，
申请(专利权)人：安源医药科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：