SARS-CoV-2中和抗體結構為治療策略提供依據

2020-12-05 科學網

SARS-CoV-2中和抗體結構為治療策略提供依據

作者:

小柯機器人

發布時間:2020/10/13 16:49:16

2020年10月12日,《自然》雜誌在線發表了美國科學家的一項最新研究成果。來自加州理工學院的Pamela J. Bjorkman團隊通過SARS-CoV-2中和抗體結構為治療策略提供依據。

研究人員表示,COVID-19大流行帶來了全球的健康危機。靶向SARS-CoV-2突刺蛋白的宿主ACE2受體結合域(RBD)人類中和抗體(hNAb)具有治療前景,正在被臨床評估。

為了確定SARS-CoV-2中和的結構相關性,研究人員解析了與SARS-CoV-2突刺三聚體或RBD結合的8個不同COVID-19 hNAb新結構。結構上的比較允許將其分為以下幾類:(1)帶有短CDRH3的VH3-53 hNAb,它們阻斷ACE2並僅與「向上的」 RBD結合;(2)ACE2阻斷hNAb結合「向上」和「向下」 RBD並可以接觸相鄰的RBD;(3)在ACE2位點外結合併識別「向上」和「向下」 RBD的hNAb;以及(4)先前描述的抗體,不阻斷ACE2,僅結合「向上」 RBD。第2類包含四個hNAb,其表位橋接RBD,包括VH3-53 hNAb,該VH3-53 hNAb使用帶有疏水尖端的長CDRH3在相鄰的「向下」 RBD之間橋接,從而將刺突鎖定為閉合構象。

表位/互補位作圖顯示與宿主來源的N-聚糖幾乎沒有相互作用,並且抗體體細胞超突變對表位接觸的貢獻很小。親和力測量以及天然存在的和體外選擇的突刺變體3D定位,提供了深入了解SARS-CoV-2可能從感染期間引起的抗體或通過治療遞送的抗體中逃脫的見解。這些分類和結構分析提供當前和未來靶向人類RBD的抗體分類、親和力效果的評估、臨床組合使用的指導提供了規則,並為深入了解了靶向SARS-CoV-2的免疫反應提供了見解。

附:英文原文

Title: SARS-CoV-2 neutralizing antibody structures inform therapeutic strategies

Author: Christopher O. Barnes, Claudia A. Jette, Morgan E. Abernathy, Kim-Marie A. Dam, Shannon R. Esswein, Harry B. Gristick, Andrey G. Malyutin, Naima G. Sharaf, Kathryn E. Huey-Tubman, Yu E. Lee, Davide F. Robbiani, Michel C. Nussenzweig, Anthony P. West, Pamela J. Bjorkman

Issue&Volume: 2020-10-12

Abstract: The COVID-19 pandemic presents an urgent health crisis. Human neutralizing antibodies (hNAbs) that target the host ACE2 receptor-binding domain (RBD) of the SARS-CoV-2 spike1–5 show therapeutic promise and are being evaluated clincally6–8. To determine structural correlates of SARS-CoV-2 neutralization, we solved 8 new structures of distinct COVID-19 hNAbs5 in complex with SARS-CoV-2 spike trimer or RBD. Structural comparisons allowed classification into categories: (1) VH3-53 hNAbs with short CDRH3s that block ACE2 and bind only to 「up」 RBDs, (2) ACE2-blocking hNAbs that bind both 「up」 and 「down」 RBDs and can contact adjacent RBDs, (3) hNAbs that bind outside the ACE2 site and recognize 「up」 and 「down」 RBDs, and (4) Previously-described antibodies that do not block ACE2 and bind only 「up」 RBDs9. Class 2 comprised four hNAbs whose epitopes bridged RBDs, including a VH3-53 hNAb that used a long CDRH3 with a hydrophobic tip to bridge between adjacent 「down」 RBDs, thereby locking the spike into a closed conformation. Epitope/paratope mapping revealed few interactions with host-derived N-glycans and minor contributions of antibody somatic hypermutations to epitope contacts. Affinity measurements and mapping of naturally-occurring and in vitro-selected spike mutants in 3D provided insight into the potential for SARS-CoV-2 escape from antibodies elicited during infection or delivered therapeutically. These classifications and structural analyses provide rules for assigning current and future human RBD-targeting antibodies into classes, evaluating avidity effects, suggesting combinations for clinical use, and providing insight into immune responses against SARS-CoV-2.

DOI: 10.1038/s41586-020-2852-1

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2852-1

相關焦點

  • SARS-CoV-2多個中和抗體結構被解析,為治療提供依據
    SARS-CoV-2多個中和抗體結構被解析,為治療提供依據 2020-10-15 09:47 來源:澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 發現SARS-CoV-2的中和抗體
    antibody blocking SARS-CoV-2 infection 報導了一種能中和SARS-CoV-2病毒的單克隆抗體。中和冠狀病毒的抗體一般靶向病毒表面的三聚體刺突(S)蛋白,該蛋白能介導病毒進入宿主細胞。S蛋白有兩個亞基:S1和S2,分別參與病毒與細胞的附著以及病毒膜與細胞膜的融合。SARS-CoV-2(Wuhan-Hu-1株)和SARS-CoV(Urbani株)的S蛋白胺基酸序列有77.5%的相似度,結構也非常相似。
  • ...從結構上揭示一種強效的治療性抗體中和SARS-CoV-2和SARS-CoV機制
    細胞進入是通過S蛋白同源三聚體介導的病毒-受體結合實現的,然後是病毒-宿主膜融合,其中這種結合是通過S蛋白的受體結合結構域(RBD)進行的。破壞S蛋白在感染建立中所發揮的這一關鍵作用是中和抗體的主要目標,也是治療性幹預和疫苗設計的重點。之前表徵的幾種SARS-CoV中和抗體(NAb)被證明對SARS-CoV-2的中和活性非常有限。
  • 研究揭示SARS-CoV-2抗體交叉中和活性的結構基礎
    研究揭示SARS-CoV-2抗體交叉中和活性的結構基礎 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/27 14:20:01 美國斯克裡普斯研究所Ian A.
  • Science | 中和SARS-CoV-2的納米抗體
    目前很多國家都對COVID-19的疫苗寄予厚望並加急研發疫苗,但是近期的研究表明SARS-CoV-2的抗體可能不會持久,短時間內對SARS-CoV-2免疫的人群仍有可能再次感染病毒。因此,研發高效,經濟,安全的抗病毒藥物迫在眉睫。
  • 人IgG中和單克隆抗體可阻斷SARS-CoV-2感染 | 對話科學家
    近日,最新在中心上線的發表在Cell Press細胞出版社旗下期刊Cell Reports上,名為"Human-IgG-Neutralizing Monoclonal Antibodies Block the SARS-CoV-2 Infection"的研究論文,由來自復旦大學的研究團隊為COVID-19的治療提供了11種有效的人中和抗體,可作為候選治療劑。
  • Nature:發現可有效中和並保護人體的抗SARS-CoV-2抗體
    近日來自範德比爾特大學醫學中心和華盛頓大學醫學院等單位的研究人員從針對刺突(S)糖蛋白的大量人類單克隆抗體(mAbs)中發現了一些具有有效中和活性並完全阻斷S蛋白受體結合區域(SRBD)與人ACE2受體(hACE2)相互作用的單克隆抗體,相關研究成果發表在Nature上,題為"Potently neutralizing and protective human
  • Science:揭示強效中和SARS-CoV-2的人類抗體的共同分子特徵
    他們注意到這些抗體中的一部分可極其強效地中和這種病毒,而且這些強效抗體的一部分都是由同一個抗體基因IGHV3-53編碼的。相關研究結果於2020年7月13日在線發表在Science期刊上,論文標題為「Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2」。
  • 科學家揭示高效SARS-CoV-2抗體的結構基礎
    科學家揭示高效SARS-CoV-2抗體的結構基礎 作者:小柯機器人 發布時間:2020/9/15 15:20:49 中國軍事醫學科學院秦川等研究人員合作揭示高效SARS-CoV-2抗體的結構基礎。
  • SARS-CoV-2抗體的共同表位和復發特徵
    研究從結構上定義了源自VH3-53/VH3-66的復現型SARS-CoV-2抗體,揭示了該抗體與SARS-CoV VH3-30抗體的相似性,為評估疫苗誘導的抗體提供了標準。Cell Press細胞出版社微信公眾號對該論文進行了深度解讀,旨在與廣大科研人員分享該研究成果以及一些未來的展望,點擊「閱讀原文」或識別下圖二維碼閱讀英文原文。
  • Science:我國科學家發現人中和抗體結合SARS-CoV-2刺突蛋白的N端...
    MERS-CoV S蛋白的NTD可以作為中和抗體的關鍵表位。圖片來自Science, 2020, doi:10.1126/science.abc6952。具有強效中和活性的靶向SARS-CoV-2 S蛋白的單克隆抗體(mAb)是開發COVID-19治療幹預的一個重點。許多研究報導了靶向RBD和抑制S蛋白與ACE2之間結合的SARS-CoV-2中和抗體的功能和結構。
  • 兒童感染新冠後產生較少中和抗體,與成年人截然不同!
    第一作者為病理學和細胞生物學助理教授Stuart Weisberg和兒科學助理教授Thomas Connors,參與了這項研究並進行了數據分析。 「在兒童中,感染的過程要短得多,可能不像在成人中那樣傳播。」Porotto補充說,「兒童可能比成年人更有效地清除這種病毒,他們可能不需要強大的抗體免疫反應來擺脫它。」
  • 高福等學者鑑定2種可阻新冠入侵的抗體,為疫苗提供結構基礎
    中國疾控中心主任、中科院院士高福等學者領銜的一項新冠病毒中和抗體的最新研究顯示:B38和H4抗體可以阻止新冠病毒S蛋白受體結合區域RBD與人體細胞受體ACE2之間的結合。小鼠模型試驗顯示,這兩種抗體可降低小鼠感染後肺部的病毒載量。該研究還為疫苗設計提供了結構基礎。
  • 對抗冠狀病毒相關技術的專利檢索(第4輯 候選對症治療方法)
    原創 醜醜姐姐 專利分析可視化本文介紹了可能對感染患者的SARS-CoV-2症狀產生有益影響的小型有機分子/肽類抗病毒藥物的相關專利的檢索策略。由於研究正在迅速發展,因此,本文中所列的藥物清單並不詳盡。
  • SARS-CoV-2蛋白納米顆粒疫苗可激發有效的中和抗體反應
    SARS-CoV-2蛋白納米顆粒疫苗可激發有效的中和抗體反應 作者:小柯機器人 發布時間:2020/11/4 16:30:59 美國華盛頓大學Neil P.
  • 高福:從康復患者體內發現2種抗體,為疫苗設計提供結構基礎
    這些研究結果強調了以抗體為基礎的治療方法應用於對抗COVID-19大流行的前景,並為合理的疫苗設計提供了結構基礎。然而,在新冠疫情肆虐全球的大背景下,目前人類對SARS-CoV-2乃至冠狀病毒的了解還遠遠不夠。 已有的研究表明,SARS-CoV和MERS-CoV都以刺突蛋白(S蛋白)的S1亞基的C端結構域(CTD)作為受體結合結構域(RBD)來結合細胞受體——人血管緊張素轉換酶2(hACE2)。
  • Cell:從結構上揭示結合SARS-CoV-2刺突蛋白的人類抗體特徵
    三聚體S蛋白組裝體中的每個單體都是由S1和S2亞基組成的異源二聚體。S1亞基由4個結構域組成:N端結構域(NTD)、C端結構域(CTD)以及亞結構域I和II。SARS-CoV和SARS-CoV-2的CTD都具有受體結合結構域(RBD)的功能,用於結合相同的進入受體---人血管緊張素轉化酶2(hACE2)。S2亞基包含融合肽、七肽重複區1和2以及一個跨膜結構域,它們都是病毒和宿主細胞膜融合所需要的。
  • Nature:詳細繪製新冠病毒中和抗體的結合位點,有助開發新的治療策略
    2020年10月20日訊/生物谷BIOON/---新型冠狀病毒SARS-CoV-2導致2019年冠狀病毒病(COVID-19),如今正在全球肆虐。在一項新的研究中,來自美國加州理工學院等研究機構的研究人員描述了針對這種病毒的多種抗體的特徵,並鑑定出那些最有效地中和這種病毒的抗體。抗體是人體為應對感染而產生的蛋白。
  • 最新Nature論文揭示SARS-CoV-2病毒-人類蛋白相互作用圖譜,並鑑定...
    相關研究結果於2020年4月30日在線發表在Nature期刊上,論文標題為「A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug repurposing」。圖片來自NIAID-RML。
  • 『新冠病毒抗體研究取得重大突破』為治療性抗體提供新的有效靶標
    關於『新冠病毒抗體研究取得重大突破』為治療性抗體提供新的有效靶標這個話題,相信很多小夥伴都非常有興趣了解,因為這個話題也是近期網絡上非常火熱的,那麼既然大家都想知道『新冠病毒抗體研究取得重大突破』為治療性抗體提供新的有效靶標,華圖教育廣東公務員考試網小編便從網上搜集了一些與新冠病毒抗體,新冠病毒抗體研究取得重大突破相關的信息