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北京大学邱晓彦教授团队建立了一种快速鉴定针对SARS-CoV-2的中和抗体新策略｜Molecular Biomedici
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SARS-CoV-2引起的COVID-19已成为全球的重大公共卫生事件，尽管 SARS-CoV-2 疫苗已在全球范围内广泛使用，但并非所有个体都能产生中和抗体，尤其是Delta(δ) 和Omicron变种的出现对目前SARS-CoV-2疫苗的有效性提出了严峻挑战，因此开发和获得针对 SARS-CoV-2 病毒有效的中和抗体或抑制剂以阻断 COVID-19 的全球流行仍然是目前的当务之急1,2。
近日，北京大学邱晓彦团队在Molecular Biomedicine发表了题为“A new strategy: identification of specific antibodies for neutralizing epitope on SARS-CoV-2 S protein by LC-MS/MS combined with immune repertoire”的研究文章。本研究建立了一种能够快速准确鉴定中和抗体序列的新策略以便快速获得针对 SARS-CoV-2的中和抗体，该策略创新性地利用蛋白质质谱技术获得中和抗体的可变区肽序列，再与高通量测序获得B细胞完整的BCR（B-cell receptor，B细胞抗原受体）库比对，得到中和抗体的完整可变区序列。新方案将适用于快速筛选针对SARS-CoV-2和其他病原微生物的中和抗体。
SARS-CoV-2 感染靶细胞依赖于病毒刺突 (S)蛋白的受体结合域 (RBD)与其受体血管紧张素转换酶2 (ACE2)之间的结合，制备S蛋白的RBD中和抗体可有效阻断SARS-CoV-2感染。尽管RBD包含多个B细胞抗原表位，但本研究发现只有其中少数表位诱导的抗体具有阻断SARS-COV-2感染的能力。我们首先用生物信息学方法预测了RBD及附近S蛋白的B细胞抗原表位，选择并合成了B 细胞表位肽，制备亲和层析柱，用康复两周COVID-19患者的血清样本进行表位肽特异性抗体的纯化（图1）。
用假病毒感染实验发现，虽然在所有32例COVID-19康复血清者中都发现了针对RBD区抗原表位的特异性IgG，但其中和活性分析结果清楚地表明，只有 20名康复者检测到中和抗体（>50%的抑制率）（图2），而且，不同个体所产生的中和抗体其针对的抗原表位是不同的。说明仅分析SARS-CoV-2 的 RBD 特异性抗体滴度不足以反映病毒感染或接种疫苗后的免疫保护程度。
进一步，选取具有高中和活性的IgG用蛋白质质谱分析并获得中和抗体的可变区肽段序列。同时分选出同一患者的B细胞通过免疫组库技术获得每个个体BCR可变区序列库。为了避免目前常用的多重PCR造成的Ig可变区基因偏向性扩增以及10x Genomics或Sanger测序获得的 BCR通量不足，我们使用 5'-RACE-related RT-PCR，并结合 PacBio 测序的高通量方法获得了无偏向性、高通量的包含Ig全长可变区序列的 BCR 数量。将中和抗体可变区的肽段序列分别映射到同一个体获得的BCR库中，可清楚地找到中和抗体可变区的基因序列。
抗体的CDR3是抗原-抗体相互作用的关键结构域，决定了抗体的特异性。本研究合成了57个具有中和活性的 IgG 候选 CDR3 肽，将阻断病毒感染率超过50%的CDR3肽界定为具有中和活性，获得7个具有中和活性的CDR3肽（图3）。
总之，我们制定了一种新的研究方案，以快速获得可用于构建SARS-CoV-2特异性抗体库的抗体全可变区序列，该新方案还将适用于快速筛选其他病原微生物的中和抗体。
参考文献：
1. Yu, M., Zhu, Z., Wang, Y. et al. A new strategy: identification of specific antibodies for neutralizing epitope on SARS-CoV-2 S protein by LC-MS/MS combined with immune repertoire. Mol Biomed 3, 20 (2022). https://doi.org/10.1186/s43556-022-00085-0
2. Meo SA, Meo AS, Al-Jassir FF, Klonoff DC. Omicron SARS-CoV-2 new variant: global prevalence and biological and clinical characteristics. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2021;25(24):8012-8018.
3. He X, He C, Hong W, Zhang K, Wei X. The challenges of COVID-19 Delta variant: prevention and vaccine development. MedComm.2021;2 (4):846-854.
Molecular Biomedicine简介
Molecular Biomedicine是由全球领先出版商Springer Nature发行的同行评审的在线OA期刊（https://www.springer.com/journal/43556），及时出版基于分子角度的生物医学领域的基础研究与临床研究关注，重点关注人类疾病的发展机制、预防、诊断和治疗等方面的研究进展。
Molecular Biomedicine也已被PubMed、DOAJ等数据库收录。该期刊主编由荷兰格罗宁根大学Arnold J.M. Driessen教授（荷兰皇家科学院院士）和四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室魏于全教授（中国科学院院士）担任。魏于全院士还担任MedComm和Signal Transduction and Targeted Therapy（2021年IF 38.1）的主编。
Molecular Biomedicine重点关注以下主题：表观遗传学、基因组学和蛋白质组学、基因编辑、RNA生物学、信号转导、结构生物学、疾病的早期诊断和生物标记、基因治疗、细胞治疗和免疫治疗、小分子靶向治疗、分子成像、医学人工智能、再生医学等。在2020年至2022年，免收出版费（APC），对重要原创成果采取“快速通道”模式，最快一周可完成审稿与接收。
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