利用全人源小鼠和Beacon單細胞光導系統(tǒng)發(fā)掘RSV強效中和抗體
近期，來自廣州實驗室、廣州醫(yī)科大學和南開大學的研究人員在病原微生物學知名雜志PLOS Pathogens上發(fā)表研究論文：Discovery and molecular mechanism of potent neutralizing antibody from humanized mice with respiratory syncytial virus。
該研究借助和鉑醫(yī)藥Harbour H2L2全人源轉(zhuǎn)基因小鼠和Beacon®單細胞光導系統(tǒng)成功篩選出多個具有顯著中和活性的抗體。其中，抗體PR306007對RSV-A和B亞型均表現(xiàn)出顯著優(yōu)越的廣譜中和能力，在體內(nèi)表現(xiàn)出強大的抗RSV感染活性，并對上下呼吸道感染均顯示出良好防護效果。
01研究背景
呼吸道合胞病毒（RSV）是導致嬰幼兒、老年人及其他弱勢群體下呼吸道感染的主要病原體，對全球公共衛(wèi)生構(gòu)成重大威脅。目前已有部分中和抗體（如帕利珠單抗、尼塞維單抗）用于預防，但仍存在頻繁給藥、高成本、免疫逃逸風險等問題。RSV預融合F蛋白（pre-F）是中和抗體的主要靶點，其構(gòu)象特異性表位（如 site Ø、V）能誘導更強免疫反應(yīng)。
02主要研究結(jié)果
1.利用Beacon®從免疫小鼠中篩選單克隆抗體
研究者以RSV pre-F蛋白為免疫原免疫H2L2全人源轉(zhuǎn)基因小鼠，再利用Beacon®單細胞光導系統(tǒng)從384個RSV F蛋白特異性單B細胞中回收獲得331對天然配對的抗體VH-VL序列�；谛蛄卸鄻有院椭泻突钚院Y選，最終鑒定出12個強效中和抗體（NT50＞1.6 log），其重鏈和輕鏈分別源自VH1/3/4和Vk1/2/3三大種系譜系，顯示出與人抗體庫高度相似的基因使用偏好。
圖1. 中和抗體發(fā)現(xiàn)的實驗設(shè)計流程示意圖（A）及篩選得到的抗體配對序列（B）；中和抗體輕重鏈譜系（C, D）。
2.中和抗體鑒定
通過中和實驗（CPE/FFA），從12株單抗中篩選出最強中和活性的PR306007，且對RSV-A, B亞型均表現(xiàn)出顯著優(yōu)越的廣譜中和能力。
圖2. 6株單抗顯示出抗病毒活性，且單抗PR306007的效果優(yōu)于陽性對照帕利珠單抗和14N4（A, B）。PR306007對RSV-B亞型顯示出中和活性（C, D）。ELISA和SPR實驗顯示PR306007偏好結(jié)合RSV pre-F（E-J）。
3.中和抗體的結(jié)構(gòu)解析
通過冷凍電鏡結(jié)構(gòu)解析，揭示其結(jié)合表位橫跨抗原位點II和V，結(jié)合模式新穎 。PR306007的表位在RSV A/B亞型中高度保守，S173L突變不影響氫鍵形成，即潛在抗逃逸能力強。其重鏈基因源自IGHV1–8，在已知抗病毒抗體譜系中較為罕見。
圖3. PR306007中和抗體與RSV預融合蛋白復合物的結(jié)構(gòu)。
圖4. PR306007與已報道的RSV抗體的對比。
4.體內(nèi)預防效果顯著
在RSV感染的BALB/c小鼠模型中，PR306007在0.625和2.5 mg/kg劑量下均能有效抑制病毒在鼻腔和肺部的復制，效果與帕利珠單抗相當；肺組織病理學分析顯示PR306007預處理可維持肺泡結(jié)構(gòu)完整性，顯著減少炎癥細胞浸潤，證實其具有與帕利珠單抗相似的預防性保護功效。
圖5. PR306007在RSV感染小鼠模型中的預防效果評估，包括實驗設(shè)計、體重監(jiān)測、鼻腔和肺部病毒載量檢測以及肺組織病理學分析。
03小結(jié)
本研究聯(lián)合使用了全人源轉(zhuǎn)基因小鼠和Beacon®單細胞光導系統(tǒng)，該方法不依賴于康復期病人或接種疫苗的人群，也不需要對鼠源抗體進行人源化改造，對分泌抗體的漿細胞直接進行高效篩選。其中，發(fā)現(xiàn)的單抗PR306007在體內(nèi)表現(xiàn)出強力的預防效果，凸顯其作為抗RSV療法的潛力。這種聯(lián)合使用全人源轉(zhuǎn)基因小鼠和基于Beacon®的高效單B抗體發(fā)現(xiàn)技術(shù)，為疫苗或中和抗體的快速高效開發(fā)提供了策略。
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