抗ACE2阻断抗体对SARS-CoV-2和SARS-CoV刺突假病毒感染的抑制作用研究

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2019年底新型冠状冠状病毒2(Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus2,SARS-Co V-2)的突然爆发导致了严重急性呼吸综合征(Corona Virus Disease 2019,COVID-19)的全球大流行。COVID-19患者感染SARS-Co V-2病毒后,机体出现“细胞因子风暴”的超促炎症反应,常出现急性呼吸窘迫综合征和多器官功能障碍/衰竭,死亡率高,对人类的生命和健康已构成严重的威胁。截止到2022年4月,全球已经超过5亿人被确诊为新冠肺炎患者,其中死亡率高达1.3%。血管紧张素转换酶2(Angiotensin Converting Enzyme 2,ACE2)是SARS-Co V和SARS-Co V-2这两种高致病性冠状病毒的关键功能受体。这两种冠状病毒通过表面的刺突蛋白S与被感染宿主细胞膜上的ACE2受体结合,进入宿主细胞大量复制,并损伤宿主细胞和器官。在本研究中,主要针对新冠病毒侵染细胞的环节进行阻断感染研究。基于ACE2是SARS-Co V-2刺突蛋白S入侵细胞的关键受体,首先,我们制备并筛选出一株小鼠抗人ACE2的单克隆阻断抗体,利用Western-blot技术确定该抗体可以识别人的ACE2,并且流式验证它能结合细胞表面的ACE2;随后在体外利用VSVG假病毒包装体系包装SARS-Co V、SARS-Co V-2以及突变体假病毒,确定假病毒的感染细胞的能力;假病毒阻断实验发现,我们筛选出的几株小鼠抗人ACE2的阻断抗体能够有效抑制SARS-Co V、SARS-Co V-2以及多种突变体刺突假病毒感染细胞。小鼠抗人ACE2阻断抗体在不同细胞中的50%抑制浓度(IC50)可达到0.1μg/m L左右,非常适合下一步的药物开发。流式结合实验表明,小鼠抗人ACE2的阻断抗体是通过与病毒刺突蛋白S蛋白竞争结合宿主细胞的ACE2受体从而发挥阻断病毒感染作用的。另外,由于ACE2在人体内发挥重要的生理功能,我们通过体外酶活实验表明小鼠抗人ACE2的阻断抗体并不影响ACE2本身的羧肽酶活性,因此预测该抗体药物将不会引起严重的副反应。总之,该研究为下一步针对ACE2基因工程抗体开发奠定了基础。
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