Science 刊发论文!中科院上海药物所与济民可信联合发表,为全球广谱抗新冠抗体设计和研发提供新思路

Science 刊发论文!中科院上海药物所与济民可信联合发表,为全球广谱抗新冠抗体设计和研发提供新思路

2022 年 2 月 8 日,Science 在线发表了中国科学院上海药物研究所徐华强教授/尹万超博士团队与济民可信邓俗俊博士团队合作的题为 “Structures of the Omicron spike trimer with ACE2 and an anti-Omicron antibody” 的最新成果(刊出地址:https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn8863)。该研究解析了 Omicron 刺突蛋白与人源受体 ACE2 或广谱抗新冠抗体 JMB2002 复合物的高分辨冷冻电镜结构,阐述了 Omicron 变异株传播迅速和免疫逃逸的分子机制,并揭示了治疗抗体 JMB2002 全新的作用机制,为 JMB2002 对新冠病毒 Omicron 变异株仍具有中和功能及进一步开展临床试验研究提供了理论基础。为广谱抗新冠抗体的研发提供了新的思路,也可为全球新冠疫苗研发提供新的参考。

研究者发现 Omicron 刺突蛋白结合其受体 ACE2 相比于野生型提高 6-9 倍,通过解析 Omicron 变异株刺突蛋白与人源受体蛋白 ACE2 复合物的高分辨率冷冻电镜结构(图 1A),从结构中观察到 Omicron 刺突蛋白三聚体相邻的 RBD 存在相互作用(图 1B),利于 Omicron 刺突蛋白的 RBD 持续处于开放状态,增强了 Omicron 变异株的传染性;结合热动力学实验发现 Omicron 刺突蛋白的 RBD 高度灵活且不稳定,其热溶解温度降了超过 5 °C(图 1C),使得刺突蛋白更容易从闭合构象向开放构象转换,进一步增强 Omicron 变异株的传染性。简而言之,Omicron 刺突蛋白 RBD 的相互作用及不稳定性,促进 Omicron 刺突蛋白与 ACE2 的相互作用,从原子水平解释了 Omicron 变异株传染性增强的潜在机制。

图 1 Omicron 刺突蛋白结合人源受体 ACE2 的结构。A 展示 Omicron 刺突蛋白结合人源 ACE2 结构的整体构象,B 为 RBD-RBD 二聚体,以及 RBD 结合 ACE2 的相互作用界面,C 为刺突蛋白的热稳定结果。

从解析的结构中看到 Omicron 刺突蛋白的众多突变位点位于蛋白表面,导致了大部分中和抗体对 Omicron 突变株失去了中和活性。值得庆幸的是,济民可信自主研发的新冠中和抗体 JMB2002 对 Omicron 刺突蛋白的亲和力是对野生型的 4 倍,展示出强大的抑制 Omicron 变异株的潜力。为阐述 JMB2002 抗 Omicron 变异株的分子机制,研究者解析了 Omicron 刺突蛋白与 JMB2002 复合物的结构(图 2A-C);从结构中发现 Omicron 刺突蛋白三聚体内同样存在 RBD 相互作用(图 2D),JMB2002 抗体结合 Omicron 刺突蛋白 RBD 后阻碍了人源受体蛋白 ACE2 与 RBD 的结合(图 2E);令人惊奇的是,JMB2002 以一种全新的构象结合在 RBD 与人源 ACE 结合界面的背部,是一种全新的结合表位的中和抗体(图 2F)。

图 2 Omicron 刺突蛋白结合抗体 JMB2002 的结构。A 展示 JMB2002 抗体结合 Omicron 刺突蛋白的整体结构,B 复合物中 Omicron 刺突蛋白的构象,C 为与 JMB2002 抗体结合的两个 RBD 的结构比较,D 为 JMB2002 抗体结合 Omicron 刺突蛋白的结构中 RBD-RBD 的二聚体,E 展示了 JMB2002 抗体结合 Omicron 的 RBD 后阻断 ACE2 进一步结合,F 为抗新冠病毒中和抗体的分类,JMB2002 抗体为新型抗体,被归为第五类。

在新冠病毒变异株 Omicron 大流行之际,本次研究成果极具原创性与新颖性,论文通过同行评审并在 Science 发表,将助力全球科研工作者充分了解 Omicron 变异株的特性,为 JMB2002 对新冠病毒 Omicron 变异株仍具有中和功能及进一步开展临床试验研究提供了理论基础。为广谱抗新冠抗体的研发提供了新的思路,也可为全球新冠疫苗研发提供新的参考。

上海药物所徐华强教授团队主要成员和济民可信邓俗俊博士团队主要成员为该文的共同第一作者。上海药物所徐华强教授、尹万超研究员和济民可信邓俗俊博士为该文共同通讯作者。

▌关于 JMB2002

由济民可信自主开发的新冠中和抗体 JMB2002 已于 2021 年 6 月完成国内临床 I 期研究,在健康受试者中的耐受性、安全性、药代动力学特征和免疫原性均达到预期结果。2021 年 3 月,JMB2002 注射液获 FDA 批准在美国开展临床试验。目前,济民可信已经完成 2000 升 JMB2002 临床药品的制备,可随时启动下一步临床研究。

▌关于 Science

Science 为全球最权威的学术期刊之一,致力于出版重要的原创性科学研究和科研综述,近 5 年影响因子均在 40 以上。作为超高引用率的期刊文章,竞争异常激烈,经过同行评审后被接受发表的文章不足 10%。

▌关于济民可信集团

济民可信集团是中国知名大型现代制药集团之一,致力于为患者提供高质量的药品和创新医药解决方案,连续多年蝉联中国制药工业百强前十。济民可信研发中心落户于上海张江科学城,现有研发人员超过 500 人,已完成生物大分子、化学小分子、创新技术药物等技术平台的搭建,致力于在肾病、肿瘤、心脑血管、呼吸系统、抗感染、儿科、疼痛等治疗领域取得突破性成果。

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来源:新华社

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