香港大学艾滋病研究所、临床医学院微生物学系、香港大学医学院(香港大学医学院)及香港大学新发传染病国家重点实验室的研究人员,以及香港科技大学(科大)的结构生物学家,已经证明ZCB11, 一种来自局部mRNA疫苗的广泛中和抗体,针对SARS-CoV-2的扩散的Omicron变体,对所有关注的变体(VOC)显示出有效的抗病毒活性,包括主要传播的Omicron BA.1,BA1.1和BA.2。至关重要的是,预防性或治疗性ZCB11给药可以保护肺部感染免受金色叙利亚仓鼠的Omicron病毒挑战。该研究论文现已在线发表在Nature Communications上。
背景
SARS-CoV-2 Omicron变体惊人的高传播性和抗体规避性对现有疫苗和抗体免疫疗法的疗效提出了巨大挑战。为了应对具有不可预测的致病性的SARS-CoV-2 Omicron变体的不断出现,必须维持普遍的掩蔽,检疫和无休止的病毒检测,从而导致社会焦虑和经济混乱。因此,重要的是要研究宿主免疫反应是否可以产生广泛中和的抗体,这不仅对于基于抗体的免疫治疗至关重要,而且对于疫苗优化以诱导同样广泛的保护也是必不可少的。
在这项研究中,HKUMed团队建立了一个有效的克隆技术平台,该技术将来自个体人类记忆B细胞的抗体基因进行本地配对。使用这种技术,研究小组在香港筛选了34种BNT162b2疫苗后成功发现了ZCB11,并证明ZCB11通过检测假病毒和真实活病毒来中和所有挥发性有机化合物,包括α(B.1.1.7),Beta(B.1.351),γ(P1),Delta(B.1.617.2)和Omicron(B.1.1.529)。重要的是,ZCB11给药在预防和治疗条件下分别保护肺部感染免受金色叙利亚仓鼠的活Omicron和Delta病毒挑战。此外,科大合作团队采用单粒子冷冻电镜,以原子分辨率破译了ZCB11和刺突蛋白的复杂结构,揭示了ZCB11作用的独特分子模式,为即将推出的结构引导抗体和疫苗优化奠定了坚实的基础。
该研究的意义
“研究结果表明,ZCB11是一种有前途的抗体药物,用于针对大流行性SARS-CoV-2变体的生物医学干预。”领导这项研究的艾滋病研究所所长兼微生物学系教授Chen Zhiwei教授说。“虽然我们的研究结果表明,香港大学医学院的团队在抗击COVID-19的人类抗体药物和疫苗的研发方面处于世界前列,但我们仍迫切需要在香港建立大规模的制造能力和临床转化中心,以满足其成为国际创新中心的愿望。
科大生命科学部助理教授Dang Shangyu教授表示:「这些高分辨率的结构资料让我们了解ZCB11对一个广泛的SARS-CoV-2变体作出反应的分子机制。“这项研究依赖于科大最先进的冷冻电镜设施,该设施证明了它不仅有能力支持结构生物学的研究,而且还有许多其他研究领域,例如本研究中的抗体开发。