靶向SARS-CoV-2刺突蛋白的纳米抗体及其应用制造技术

本发明专利技术公开了靶向SARS

【技术实现步骤摘要】
靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体及其应用


[0001]本专利技术涉及生物医学或生物
，更具体地涉及靶向SARS
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CoV
‑
2刺突蛋白的纳米抗体及其应用。

技术介绍

[0002]冠状病毒(Corona Virus,CoVs)是一个高度多样化的包膜正义单链RNA病毒家族，它们能够感染人类、其他哺乳动物、禽类和牲畜等，其广泛传播不仅是对全球公共卫生安全的巨大挑战，也给全球的经济和文化交流造成一定的影响。在过去20年中，严重急性呼吸系统综合症冠状病毒(Severe Acute Respiratory Syndrome Corona Virus,SARS
‑
CoV)、中东呼吸系统综合症冠状病毒(Middle East Respiratory Syndrome Corona Virus,MERS
‑
CoV)和严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(Severe Acute Respiratory Syndrome Corona Virus 2,SARS
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CoV
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2)，多次出现在人类群体中传播，具有高度致病性。通过感染人类的支气管上皮细胞、肺细胞和上呼吸道细胞，SARS
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CoV、MERS
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CoV和SARS
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CoV
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2感染可发展为严重的、危及生命的呼吸道病变和肺部损伤，至今尚未批准具体的预防或治疗方法。鉴于小分子药物的开发具有周期长，难度大，风险高的缺点，中和性抗体是对抗流行性病毒性疾病的一个关键手段，有助于简化早期基于抗体的药物治疗发现1–3。抗SARS
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CoV
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2的抗体能抵抗病毒逃逸，可能对不同亚型的SARS病毒均具有活性，并通过病毒中和
4,5
和效应器功能6具有保护人体的作用。
[0003]冠状病毒的刺突蛋白(Spike protein，又称为S蛋白)是病毒附着、感染并进入细胞的一个关键媒介，它属于I类融合糖蛋白，会形成同源三聚体，包含两个功能不同的S1亚基和S2亚基。S1亚基可进一步分成两个相对独立的区域(domain)，分别是N
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端区域(N
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terminal domain，NTD)和C
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端区域(C
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terminal domain，CTD)。其中表面暴露的S1亚基所包含的受体结合结构域(Receptor binding domain,RBD)，负责与宿主细胞受体结合，从而决定病毒
‑
细胞的选择性和致病性。大部分的冠状病毒的S蛋白的RBD都位于CTD，例如SARS
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CoV和MERS
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CoV等。只有少部分β冠状病毒的RBD位于NTD。S2亚基通过跨膜区锚定在膜上，跨膜的S2亚基包含七肽重复区和融合肽，在构象重排后介导病毒膜和细胞膜的融合，以使得病毒可进入细胞7。包括SARS
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CoV
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2在内的所有病毒都在不停的发生突变，有一些突变不会对病毒的特性产生影响，但有些变化可能会影响病毒的特性，比如它的传播程度、感染后疾病的严重程度，或者疫苗、治疗药物、诊断工具等诊疗效果等。到目前为止，SARS
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CoV
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2蛋白分别产生了阿尔法、贝塔、德尔塔以及奥密克戎等多种突变株8。任何抗病毒治疗方案的一个关键点都是如何避免由于病毒病原体的快速变异而对治疗性药物产生的抗药性9。尤其当在药物治疗的环境中施加选择压力时，这种耐药性变得更加明显。例如，当HIV药物被单独使用时，这种药物选择的突变导致了广泛的耐药性。后来对HIV进行联合治疗的成功表明，要求病毒同时在多个基因位置发生突变可能是避免耐药性的最有效方法。
[0004]1989年，比利时布鲁塞尔自由大学免疫学家Hamers Casterman教授和他的同事们在骆驼的血清中发现了一种与传统抗体结构不同的新型抗体：该抗体天然缺失轻链，仅由
两条重链构成，被称为重链抗体(heavy
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chain antibody，HCAb)。通过体外重组制备获得的重链抗体可变区VHH(variable domain of heavy chain of heavy
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chain antibody)结构具有与原重链抗体相当的结构稳定性以及与抗原的结合活性，是已知的可结合目标抗原的最小单位，其晶体直径为2.5纳米，长4nm，分子质量仅仅为15kDa，其质量仅为传统抗体分子质量的十分之一左右，是抗原结合片段的二分之一左右，被称为单域抗体，也被称为纳米抗体(Nanobody，Nb)。
[0005]相比于传统的抗体分子，纳米抗体在抗原检测、临床体外诊断，免疫学研究等方面具有一定的优势。也正是因为纳米抗体具有分子量更小、稳定性好、可溶性好、渗透性好、可微生物表达以及可识别隐藏表位等特点，已逐渐发展成为新一代治疗性生物医药与临床诊断试剂中的新兴力量。因为纳米抗体具有较小的分子量，在多表位的抗体联用中，纳米抗体也具有明显的优势。比如，研究人员将多个相同的纳米抗体串联后，能明显提高抗体对刺突蛋白三聚体的亲和力
10
。融合双特异性的纳米抗体到常规的IgG1 Fc结构域也被证明能够提高中和效果
11
。针对性地进行多价纳米抗体的开发，不仅被应用在SARS
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CoV
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2蛋白
12
，也被应用于其他具有临床治疗价值的靶点
13
–
15
。由Taisho(大正制药)公司参与开发的多价纳米抗体Ozoralizumab已经被用于临床治疗类风湿性关节炎
16
。

技术实现思路

[0006]专利技术要解决的问题
[0007]基于现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体。
[0008]用于解决问题的方案
[0009]本专利技术的第一方面提供了一种靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体，其包含：
[0010]SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：18中任一项所示的HCDR1；
[0011]SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：16和SEQ ID NO：19中任一项所示的HCDR2；和，
[0012]SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：17和SEQ ID NO：20中任一项所示的HCDR3。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体，其包含：SEQ ID NO：6、SEQ ID NO：9、SEQ ID NO：12、SEQ ID NO：15和SEQ ID NO：18中任一项所示的HCDR1；SEQ ID NO：7、SEQ ID NO：10、SEQ ID NO：13、SEQ ID NO：16和SEQ ID NO：19中任一项所示的HCDR2；和，SEQ ID NO：8、SEQ ID NO：11、SEQ ID NO：14、SEQ ID NO：17和SEQ ID NO：20中任一项所示的HCDR3。2.根据权利要求1所述的靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体，其包含以下(i)～(v)中的任一项或多项：(i)SEQ ID NO：12所示的HCDR1、SEQ ID NO：13所示的HCDR2和SEQ ID NO：14所示的HCDR3；(ii)SEQ ID NO：6所示的HCDR1、SEQ ID NO：7所示的HCDR2和SEQ ID NO：8所示的HCDR3；(iii)SEQ ID NO：15所示的HCDR1、SEQ ID NO：16所示的HCDR2和SEQ ID NO：17所示的HCDR3；(iv)SEQ ID NO：18所示的HCDR1、SEQ ID NO：19所示的HCDR2和SEQ ID NO：20所示的HCDR3；(v)SEQ ID NO：9所示的HCDR1、SEQ ID NO：10所示的HCDR2和SEQ ID NO：11所示的HCDR3。3.根据权利要求1或2所述的靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体，其中，所述靶向SARS
‑
CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体还包含框架区；任选地，所述框架区包含：SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：25、SEQ ID NO：30和SEQ ID NO：36中任一项所示的FR1，或与SEQ ID NO：21、SEQ ID NO：25、SEQ ID NO：30和SEQ ID NO：36中任一项具有至少70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％同一性的FR1；SEQ ID NO：22、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：28、SEQ ID NO：31和SEQ ID NO：33中任一项所示的FR2，或与SEQ ID NO：22、SEQ ID NO：26、SEQ ID NO：28、SEQ ID NO：31和SEQ ID NO：33中任一项具有至少70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％同一性的FR2；SEQ ID NO：23、SEQ ID NO：27、SEQ ID NO：29、SEQ ID NO：32和SEQ ID NO：34中任一项所示的FR3，或与SEQ ID NO：23、SEQ ID NO：27、SEQ ID NO：29、SEQ ID NO：32和SEQ ID NO：34中任一项具有至少70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％同一性的FR3；和，SEQ ID NO：24和SEQ ID NO：35中任一项所示的FR4，或与SEQ ID NO：24和SEQ ID NO：35中任一项具有至少70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％同一性的FR4。4.根据权利要求3所述的靶向SARS
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CoV
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2刺突蛋白的纳米抗体，其中，所述框架区包含以下(i)～(v)中的任一项或多项：(i)SEQ ID NO：21所示的FR1、SEQ ID NO：28所示的FR2、SEQ ID NO：29所示的FR3和SEQ ID NO：24所示的FR4；(ii)SEQ ID NO：21所示的FR1、SEQ ID NO：22所示的FR2、SEQ ID NO：23所示的FR3和S...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵爽，张佳星，肖景景，吕子霖，何东，衡杰，李京，刘玉洁，郭春龙，
申请(专利权)人：水木未来北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：