近日，Cell在線發(fā)表了北京大學北京未來基因診斷高精尖創(chuàng)新中心（ICG）謝曉亮課題組與合作團隊的文章。文章題為“Potent neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 identified by high-throughput single-cell sequencing of convalescent patients’B cells”，公布了其新型冠狀病毒強效藥研究的最新重要進展。
謝曉亮團隊領(lǐng)銜多家合作單位，利用高通量單細胞測序技術(shù)，從新冠肺炎康復期患者血漿中成功篩選出多個高活性中和抗體。近日完成的小鼠實驗已證實了該中和抗體的治療和預防功效。目前，臨床實驗正在積極推進中。
Cell在線發(fā)文截圖
中和抗體由人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生，可以有效阻止病毒感染細胞。目前，動物實驗已證明該團隊的中和抗體有望成為治療新冠肺炎強效藥，同時也可提供短期預防。這是科學抗疫的一個重要階段性成果。
此前CCTV4《中國新聞》對該研究前期工作的報道
北京大學謝曉亮團隊與北京佑安醫(yī)院、中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所、軍事醫(yī)學研究院微生物流行病研究所、北京義翹神州科技股份有限公司、上海藥明生物技術(shù)有限公司、北京丹序藥業(yè)有限公司等單位聯(lián)合攻關(guān)，其中，曹云龍、粟斌、郭向華、孫文潔、鄧永強、鮑琳琳、朱秦毓為共同第一作者，秦川、秦成峰、金榮華、謝曉亮為共同通訊作者。該工作開始于2020年1月27日，受到北京市委市政府和國家教育部、科技部的大力支持。
科研人員（部分）合影（左起依次為北京大學的耿晨陽、曹云龍、謝曉亮，佑安醫(yī)院的粟斌、郭向華）
治療新冠肺炎亟需強效藥物。但目前已被證實有效的兩種治療方法中，小分子藥物只是舊藥新用，針對性不足，目前療效有限；血漿療法雖成效顯著，但由于血漿來源有限，不能廣泛使用。
血漿療法的有效成分是特異性強的中和抗體。抗體藥物是一種大分子藥物，已經(jīng)成功應用于艾滋病、埃博拉、中東呼吸綜合征等疾病，但以往開發(fā)耗時太長，需要幾個月甚至幾年；而利用高通量單細胞測序技術(shù)在康復期病人血液中尋找中和抗體，可以將尋找時間從年縮短到月，效率大幅提升。
北大謝曉亮團隊利用其在單細胞基因組學的專長，聯(lián)合佑安醫(yī)院，從60位康復期病人身上篩選出8558種病毒蛋白結(jié)合抗體序列，成功找出14株高活性的中和抗體。其中編號為BD-368-2的抗體表現(xiàn)突出，在假病毒實驗中的半抑制濃度（IC50）達到1.2 ng/mL (8pM)；在軍事醫(yī)學研究院P3實驗室進行的真病毒實驗中，IC50達到15 ng/mL (100pM)。
BD-368-2抗體假、真病毒中和實驗，IC50分別為8pM和100pM
近日完成的中和抗體體內(nèi)抗病毒實驗已經(jīng)證實，利用中國醫(yī)學科學院醫(yī)學實驗動物研究所秦川教授團隊的hACE2轉(zhuǎn)基因小鼠模型，感染SARS-Cov-2后給予BD-368-2的治療使病毒載量下降~2400倍。而注射BD-368-2后可完全抑制小鼠的病毒感染，達到預防效果。
小鼠中和抗體治療和預防實驗（A）治療組（綠色）：小鼠感染后2小時給予BD-368-2 抗體（N=3）；預防組（紅色）：病毒感染前1天給小鼠注射BD-368-2 抗體（N=3）；對照組（藍色）：小鼠感染后2小時給予無關(guān)抗體（N=3）。（B）治療組和預防組體重下降率低于對照組。（C）5天后，治療組肺組織病毒載量較對照組降低~ 2400 倍，預防組肺組織未檢測到病毒載量
研究團隊的結(jié)構(gòu)生物學家蘇曉東、肖俊宇及其課題組還利用冷凍電鏡（Cryo EM）得到新冠病毒Spike三聚體與中和抗體的高分辨率3.8?三維結(jié)構(gòu)密度圖。數(shù)據(jù)顯示，抗原上的中和抗體表位與ACE2的結(jié)合位點重合，從而揭示出中和作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。另外謝曉亮團隊還發(fā)現(xiàn)，利用抗體序列推算出的抗體與SARS病毒中和抗體在結(jié)構(gòu)上的相似性篩選新冠病毒中和抗體，可大幅提高篩選效率。
冷凍電鏡（Cryo EM）觀察到的中和抗體與S蛋白相結(jié)合的三維結(jié)構(gòu)（A&B），(C) ACE2和中和抗體與S蛋白結(jié)合的位點重合，這說明中和抗體阻止S蛋白與ACE2結(jié)合
文章指出，遴選出的中和抗體有治療和短期預防兩大應用。目前，謝曉亮團隊及其合作者正積極推進臨床實驗，對成藥充滿信心。謝曉亮表示：“假使疫情冬天反復，我們的中和抗體屆時可能已經(jīng)問世。”藥明生物正在為臨床實驗生產(chǎn)GMP級的藥物，預計七月完成。由于國內(nèi)病人數(shù)量很少，臨床實驗將在北京丹序藥業(yè)有限公司協(xié)調(diào)下，在澳大利亞等國家進行。
免疫學家、清華大學醫(yī)學院院長、清華大學免疫研究所所長、中國科學院院士董晨評論道：“這項工作通過最前沿的高通量單細胞測序技術(shù)篩選出優(yōu)質(zhì)中和抗體，結(jié)合動物模型，證實其優(yōu)異的抗病毒能力，能夠替代康復血漿療法和克服其缺陷，為新冠病人，尤其是重癥病人的治療提供利器，是人類抗新冠斗爭的一大進展，有非常重要的科學和實用價值。”
生物化學家和免疫學家、北京生命科學研究所副所長、中國科學院院士邵峰表示：“祝賀謝曉亮教授和他的合作者，利用最先進的單細胞測序技術(shù)，用短短的、不到三個月的時間，從康復期病人的血液中成功篩選到了針對新冠肺炎病毒的中和性抗體，并開展了臨床前的動物實驗，結(jié)果顯示該抗體分子能夠非常有效地抑制和短期預防新冠病毒的感染。在新冠病毒肆掠全球，嚴重危害人類生命健康和社會正常運行的危機時刻，謝曉亮和合作團隊的卓有成效的杰出工作，讓我們看到了開發(fā)出首個新冠肺炎強效藥物的希望，也為人類最終戰(zhàn)勝新冠病毒帶來了曙光。”
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