科兴“再战”新冠广谱抗体能否为“终结疫情”打开新局面？

　　由新冠病毒（SARS-CoV-2）感染导致的COVID-19使世界遭受了百年一遇的公共卫生危机，全球启动了三条路径来阻断新冠病毒传播：非医学公卫防控措施、研发疫苗、寻找药物。前两条路径已经取得阶段性成果，但寻找药物之路却布满荆棘。从瑞德西韦到抗体药，乃至于到小分子药物出现，每一款药物都携带着人类满满的希望，但随着变体不断出现，免疫逃逸使得药物治疗效果差强人意。

　　在疫情初期，疟疾治疗药物羟氯喹、抗菌药物阿奇霉素以及多种并非针对新冠病毒的抗病毒药物等率先出现在人们视野当中，为COVID-19治疗带来希望。但随后的研究证实这些药物对新冠病毒的预防和治疗并不能提供积极作用。

　　随后的小分子药物让COVID-19治疗得到了真正意义上的进步。虽然小分子药物代谢较快，用于COVID-19治疗有显著效果，但遗憾的是，VOC的出现对小分子药物的有效性提出了挑战，尤其在Omicron出现后，一些小分子药物的治疗效果已经很不明显，甚至因此一些国家修改了适用范围，即便是一些被寄予厚望的小分子药物也未能幸免。

　　本月最新发表在《新英格兰医学杂志》(NEJM)上的一项研究表明，口服抗病毒药物nirmatrelvir能够显著降低≥65岁COVID-19患者的住院和死亡风险，然而在更年轻的人群（40-64岁）中没有显示这种益处。

　　单克隆抗体制品则是科研人员对抗SARS-CoV-2的另一条攻关路线，截止目前已有多款靶向S蛋白的中和抗体制品进入临床试验阶段，其中一些已经获得紧急使用授权（EUA）或被批准上市。然而，由于VOC在进化中不断出现逃逸性突变，也使得许多获得EUA和/或处于临床开发晚期的中和抗体部分或几乎失效。

　　但相比小分子药物，中和抗体类药物靶向性强、疗效持久等特点非常突出；且相对血浆疗法，中和抗体具有明显的大规模生产优势。因此，开发针对新型病毒变异株以及未来可能出现的病毒变异株更高效、更广谱的药物迫在眉睫，更理想的情况是能够同时兼顾预防和治疗。

　　到底什么样的药物能在防治领域一针见底？众多科学家把眼光投向了药物的广谱性，如果说一年前广谱还是一个未知数，那么现在，中国科学家们最新的发现或将改变这个认知。

　　新型中和抗体鸡尾酒疗法，高效广谱持久、防治二合一

　　8月4日，北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）谢晓亮/曹云龙课题组联合北京大学生命科学学院肖俊宇课题组、北京地坛医院金荣华等在预印本网站bioRxiv上发表的一篇最新论文带来新冠中和抗体研发领域的一项重大突破，有望改变防治领域的两种中和抗体进入到人们视野当中。

　　研究团队从接种三剂COVID-19疫苗的SARS康复者体内，发现了两种分别被命名为“SA58（BD55-5840）”和“SA55（BD55-5514）”的中和抗体组合，其能够有效识别中和包括Omicron变异株在内的各类沙贝病毒（sarbecovirus），且结合位点皆位于病毒S蛋白RBD区域保守位点，与ACE2结合和糖基化两个关键功能高度关联。由于病毒不易在SA58/SA55的结合位点发生突变，使得SA58/SA55较难被逃逸，为COVID-19防治工作带来了新的希望。

　　抗体是体液适应性免疫反应的关键组成部分，是机体中和及破坏致病分子、病毒和细胞的武器之一。人类身体感染病毒后，会产生很多抗体，其中能精准地阻断病毒与人体细胞结合，进而抑制病毒进入人体细胞进行复制和感染的抗体，即为“中和抗体”。中和抗体疗法的基本原理是，从机体内找到这些“特种兵”抗体，在体外“复制”出更多这种“特种兵”，再回输給患者，发挥预防或治疗作用。

　　在这项最新研究中，科学家们首先提出了鉴定不容易被病毒突变逃逸且具有较强中和活性的抗体的“四大标准”：1）选择对于现有突变株有效，且中和活性最高的抗体；2）尽量形成一个中和表位不重叠的抗体鸡尾酒；3）选择靶向沙贝病毒RBD上的保守位点的中和抗体，并且这些表位需要与病毒的关键功能相关；4）抗体靶向的RBD表位应属于SARS-CoV-2的罕见表位，从而避免出现免疫压力筛选。

　　不过，想要找到符合这四项标准的候选中和抗体并非易事。首先，需要建立一个相当大的抗体库。在该研究中，为了减少所需抗体库的大小，研究者们选择接种过COVID-19疫苗的SARS康复者作为抗体来源，因为他们的记忆B细胞更可能编码针对沙贝病毒保守表位的中和抗体。其次，需要一个高通量的方法来确定抗体库中每个中和抗体的结合表位和抗体逃逸突变。

　　此前，科学家们提出了一种基于深度突变扫描（DMS）的高通量无监督表位绘制技术，该技术能够比传统的表位分类技术更高效地进行表位分布和逃逸突变分析。研究者们将高通量单细胞VDJ测序（scVDJ-seq）技术或逆转录PCR （RT-PCR）相结合，建立一套高效的方法来分离大量的中和抗体，同时识别它们的结合表位。

　　借助这一创新方法，研究者从28名接种过三剂COVID-19疫苗的SARS康复者体内采集了约13000个记忆B细胞，并在其中收集到2838个抗体序列，其中1413种（含有IgG1重链恒定区）进行了体外表达，最终筛选出286个对沙贝病毒具有中和活性的抗体。

　　通过详细的表位分析、逃逸突变谱研究以及冷冻电镜结构解析，最终“SA58（BD55-5840）”和“SA55（BD55-5514）”被理性选择为最终的非竞争性中和抗体组合（鸡尾酒），该组合表现出非凡的SARS-CoV-2中和广度和效力。

　　进一步的研究显示，SA55/SA58抗体组合能够有效中和所有研究者构建的SARS-CoV-2 Omicron变异株，表明其具有显著的对逃逸突变的耐受性。

　　为了评价SA55/SA58抗体组合针对SARS-CoV-2的体内治疗和预防作用，研究者采用传染性SARS-CoV-2 Omicron BA.1毒株感染表达人类ACE2（hACE2）转基因小鼠。预防组和治疗组分别在感染前24小时和感染后2小时腹腔注射20 mg/kg的SA55/SA58抗体组合；为了测试不同抗体给药途径的稳定性，额外一组预防组小鼠通过肌内注射（IM）SA55/SA58抗体组合。对照组小鼠注射磷酸盐缓冲盐水(PBS)。每组5只小鼠，每天监测并记录各组小鼠的体重。所有小鼠在第3天被安乐死，取肺和气管组织进行病毒载量分析。

　　研究结果显示，与所有预防组和治疗组相比，对照组小鼠的肺和气管病毒RNA拷贝显著更高。相比之下，除预防组(IM)的一只小鼠外，所有预防组和治疗组的其它小鼠的肺部和气管中均未检测到病毒RNA。值得注意的是，唯一感染BA.1的小鼠只表现出轻症，没有导致明显的体重变化。因此，总体来看，SA55/SA58抗体组合在体内表现出较强的病毒清除和阻断作用。

　　同时该研究提到，通过对中和抗体的Fc区进行改造，可以将抗体半衰期延长至90天，改造后可能提供长达半年的有效保护。

　　总体来看，SA55/SA58中和抗体组合兼具高效、广谱、抗逃逸及效果持久的特点，对目前Omicron的变种，包括BA.1、BA.2、BA.2.12.1和BA.4/BA.5都具有很强的中和活性；此外，在防治两端，尤其是对一些特殊健康状况人群而言，具有强大的应用潜力，因此，是一款非常有价值的候选中和抗体药物。

　　新冠疫情暴发以来，中国科学家不断突破

　　事实上，自2020年初新冠疫情暴发以来，中国科学家在病毒基因组测序、疫苗研发、病毒逃逸机制解析等方面不断攻关，取得了大量全球领先的研究成果。这期间，也涌现出多个杰出的研究团队及合作组。

　　在SA55/SA58中和抗体组合研制之前，谢晓亮院士团队及其合作者从2020年初就决定开展新冠疗法开发、机制解析、病毒逃逸等方面的研究，已经在Cell、Nature、Cell Research 等顶级杂志上发表了多篇论文。其中，在中和抗体研发方面，早在2020年5月，谢晓亮院士团队及其合作者就率先在Cell杂志发表论文，创新性地利用高通量单细胞测序技术筛选中和抗体。

　　先前采用单细胞克隆放大的方法寻找中和抗体需要几个月甚至数年时间，但近年来单细胞基因组技术飞速发展，包括谢晓亮院士发明的MALBAC及LIANTI等单细胞扩增技术，大幅提高了单细胞分析的通量和精准度，使快速寻找中和抗体成为可能，可以将寻找时间从年缩短到月，效率大幅提升。

　　2021年8月，在一篇Cell Research论文中，研究合作组又报道了对Alpha、Beta、Kappa、Delta等突变株均展示pM级别活性的中和抗体组合。同年12月，科学家们在Nature杂志发表论文，揭示了Omicron逃逸RBD靶向中和抗体的机制。而今年6月，合作团队又在Nature杂志发表了世界首篇系统性研究BA.2.12.1和BA.4/5刺突蛋白结构和体液免疫逃逸特性，揭示Omicron变异株“免疫原罪”分子机制的研究论文，并成功构建出了新冠病毒RBD抗体结合表位、逃逸图谱、中和活性的综合数据库。

　　此次在biorxiv上发表的新成果是中国科学家结合既往研究经验在新冠中和抗体研发领域取得的又一项里程碑。SA55/SA58中和抗体鸡尾酒疗法显示出的高效力、广谱性、抗逃逸能力、长期保护能力以及预防及治疗“二合一”特性，有望为开发新冠“特效药”、打赢新冠防疫战带来新机会。

　　攻克变异株逃逸难题，为终结新冠大流行打开新局面

　　除了杰出的科学家团队，在这场新冠疫情防控阻击战中，国内也有多家公司脱颖而出，比如主导全球率先进入Ⅲ期临床研究的COVID-19疫苗开发的中国科兴。

　　从2020年初毫不犹豫地启动新冠疫苗研发，到2020年6月新冠病毒灭活疫苗克尔来福率先获得国家批准紧急使用，再到2021年2月克尔来福附条件上市，同年6月被纳入WHO的紧急使用清单，中国科兴在对抗新冠的“第一仗”中与包括巴西、土耳其、印尼在内的多国研究团队一道，交出了获得全球赞誉的成绩单。随着奥密克戎突变在全球范围内传播，中国科兴也迅速采取行动，在2021年12月获取奥密克戎变异株样本后，于2022年4月在中国香港启动临床研究，积极推进奥密克戎株新冠病毒疫苗的研制工作。

　　而这次最新发现的SA55/SA58中和抗体组合已经被研究团队转让给中国科兴，预计在2022年12月向国家药品监督管理局递交临床申请。在疫苗研发领域深耕多年的中国科兴，此次布局中和抗体鸡尾酒疗法，是其在新冠疫情依然变幻莫测的情况下在新冠防治方面迈出的“新步伐”。目前，疫苗、小分子药物、中和抗体药物分别在抗击新冠疫情中扮演着不同的角色。中和抗体作为新冠防治的重要组成部分，具有其独特的优势，包括一次注射提供长久保护、弥补疫苗在免疫脆弱人群中使用时的不足，在疫苗禁忌症的人群发挥关键预防作用等。

　　新冠疫情暴发两年多，病毒在全球肆虐的态势仍未见消退，全球科学界及产业界的无数团队正在分秒必争，力求突破。随着SARS-CoV-2变异株给现有疫苗及药物的效果带来灾难性的影响，开发能够使更广泛的群体获益、同时能够对变异株强耐受的新型疫苗和药物已成为新冠防治领域的关键“命题”。诸如SA55/SA58这样的中和抗体组合如果能够成功上市，不仅将极大弥补现有疫苗的预防缺口，同时也有望改变COVID-19的治疗格局，可能会成为新冠领域下一类“重磅产品”。

　　我们期待基于中国科兴对新冠病毒的长期认知积累、丰富的国际化临床研究合作经验和资源，以及充足的资金和技术支持，这款全球领先的创新中和抗体鸡尾酒疗法能够尽快成功走向临床，攻克新冠变异株逃逸难题，为终结新冠大流行打开新的局面。