二重特異性抗体は、SARS-CoV-2 Omicron 亜系統に対して高い幅と効力を示します

に投稿された最近の研究では、 バイオRxiv* プレプリント サーバー、研究者は、重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) オミクロン亜系統に対する二重特異性抗体 (bsAbs) を開発しました。

バックグラウンド

SARS-CoV-2 の進化は、進行中のコロナウイルス病 2019 (COVID-19) パンデミックの重大な懸念事項の 1 つです。 多くの系統が出現しました。 優勢になったものもあれば、減少したものもあります。 SARS-CoV-2 Omicron は、2021 年 11 月に南アフリカで最初に報告され、その後、多くの国で優勢な亜種になりました。 オミクロンのスパイクタンパク質の変異により、SARS-CoV-2 ワクチンと治療用モノクローナル抗体 (mAb) の有効性が低下しました。

元のオミクロン系統からいくつかの亜系統が出現しました。 これらには、BA.1、BA.2、BA.3、および BA.4/5 が含まれます。 いくつかのワクチンが開発されていますが、治療用 mAb は COVID-19 治療、特に入院患者にとって重要です。 特に、いくつかの mAb はすべての Omicron サブ系統に対して活性を保持していました。

したがって、新しい治療用抗体などの対策を開発し続けることが不可欠です。

研究と調査結果

現在の研究では、研究者は、以前に開発された 4 つの mAb を使用して、SARS-CoV-2 Omicron に対する bsAb を開発し、特徴付けました。 抗体カクテルとは異なり、bsAbs は 2 つの抗原を標的にすることができます。 フラグメント抗原結合 (F_ab) 4 つの mAb – PC.03、MB.02、および MB.08、およびクローン 13A からアームします。 得られた bsAb は、CoV2-0203、CoV2-0208、CoV2-0213、CoV2-0813、および CoV2-0803 でした。

SARS-CoV-2 WA-1、Delta、Omicron BA.1、および BA.2 バリアントからの 4 つの組換え RBD タンパク質を用いて、酵素免疫測定法 (ELISA) を実施しました。 臨床用 mAb であるソトロビマブ (S309) も評価に含まれていました。 CoV2-0813 と CoV2-0213 のみが有意に低い半値有効濃度を示した (EC₅₀) 4 つの RBD タンパク質に、他のものはより低い EC を持っていました₅₀ 1 つまたは 2 つの RBD タンパク質に対する値。 さらに、CoV2-0213 と CoV2-0813 は、RBD のアンギオテンシン変換酵素 2 (ACE2) と競合しました。

偽ウイルス中和アッセイでは、S309 は BA.2 に対して 30 倍低下したにもかかわらず、BA.1 と BA.1.1 の両方に対して中和活性を保持していました。 対照的に、CoV2-0213 は幅広い中和活性を示し、BA.1、BA.1.1、および BA.2 を中和しました。 CoV2-0213 は、BA.2 に対して S309 よりも 78 倍強力でした。 さらに、CoV2-0203 および CoV2-0208 は、Omicron 固有の中和活性を示しました。

CoV2-0203 は、CoV2-0213 よりも BA.1 および BA.1.1 に対して 1.5 倍弱いにもかかわらず、3 つの亜系統に対して強力でした。 BA.2に対するCoV2-0203の活動は、S309の活動に匹敵しました。 チームは、生物層干渉法 (BLI) を使用して、Omicron の 3 つのサブバリアントからの RBD タンパク質に対する CoV2-0213 の結合親和性を推定しました。 BLI は、BA.1 および BA.2 RBD に対する CoV2-0213 の高い親和性を明らかにしました。

さらに、そのFの1つを持つCoV2-0213のクライオ電子顕微鏡（EM）構造_ab 複数のスパイクバリアントと複合体を形成したアーム (MB.02) が解決されました。 スパイク三量体の 2 つのコンフォメーションが特定されました。1 つは 1 RBD アップ状態、もう 1 つは 2 RBD アップ コンフォメーションです。 スパイク三量体は 3 つの F に結合していた_abs、いずれかのコンフォメーションで RBD ごとに 1 つ。 MB.02 バインディングは、特にアップ状態で、スパイク RBD の柔軟性を引き起こしました。

SARS-CoV-2および他のヒトCoVに対するCoV2-0213の交差反応性は、BA.2、BA.2.12.1からの6つのRBDタンパク質を使用したELISAによって評価されました。 BA.3、BA.4/5、SARS-CoV-1、および中東呼吸器症候群 (MERS)-CoV。 結果は、SARS-CoV-1 および MERS-CoV RBD に対する中程度の反応性を伴う、Omicron RBD に対する広範な結合活性を示しました。 さらに、BA.2.12.1、BA.3、および BA.4/5 からの RBD タンパク質に対する CoV2-0213 の結合親和性を測定するために、BLI が実行されました。

BLI は、3 つのサブバリアントに対する CoV2-0213 の高い結合親和性を明らかにしました。 もうひとつのF_ab CoV2-0213 (クローン 13A) のアームは、主に RBD の右側の尾根と結合し、MB.02 との立体的な衝突を引き起こさない可能性があります。 BA.5バリアントからのスパイクに結合したCoV2-0213のクライオEM構造が解決されました。 one-RBD-up 状態のコンフォメーションは 1 つだけ検出されました。

さらに、クライオ EM 粒子のサブセットは、1 つの F の密度で識別されました。_ab それぞれダウンコンフォメーションの 2 つの RBD と 2 つの F_abアップコンフォメーションで同じ RBD にある。 つまり、3 つの MB.02 と 1 つのクローン 13A F_abおそらく3つのCoV2-0213抗体からの同じスパイクトリマーに結合し、そのうちの1つは両方のアームがトリマーに結合していました。

結論

要約すると、著者らは、SARS-CoV-2 Omicron サブバリアントのホストを中和する 5 つの bsAb を作成しました。 5つのうち、CoV2-0213は、Omicronの主要な亜系統を含む複数のSARS-CoV-2バリアントに対して高い幅と効力を示しました。 さらに、クライオ EM は、CoV2-0213 の両方のアームが同じスパイク三量体と直接かつ同時に関与できることを明らかにしました。 著者らは、CoV2-0213 は主にヒト由来であり、トランスレーショナル テストの対象となる可能性があると報告しました。

*重要なお知らせ

bioRxiv は、査読されていない暫定的な科学レポートを発行しているため、決定的なものと見なしたり、臨床診療/健康関連の行動をガイドしたり、確立された情報として扱ったりするべきではありません。