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針對SARS-CoV-2變異株核衣殼蛋白的單克隆抗體的開發(fā)與表征

瀏覽次數(shù):381 發(fā)布日期:2025-2-12  來源:本站 僅供參考,謝絕轉(zhuǎn)載,否則責任自負
Omicron變異株及其亞譜系的出現(xiàn)改變了COVID-19大流行進程。盡管毒性有所降低,但其傳播性仍然很高?焖倏乖瓩z測(RAT)因操作簡便、成本低等優(yōu)勢被廣泛用于SARS-CoV-2感染的簡易診斷,但隨著核衣殼蛋白(NP)的不斷變異,現(xiàn)有的RAT對Omicron譜系的敏感性逐漸下降,因此開發(fā)出能夠識別變異毒株NP的抗體對提升RAT檢測靈敏性至關重要。 針對這一需求,來自加拿大公共衛(wèi)生部、國家微生物實驗室的Tom Gräfenhan和Ian Wayne Cheney聯(lián)合發(fā)表題為“Development and characterization of monoclonal antibodies recognizing nucleocapsid protein of multiple SARS-CoV-2 variants”的研究成果,他們鑒定出 7 種對 SARS-CoV-2 變異株和重組核衣殼蛋白(rNP)表現(xiàn)出強烈反應性的小鼠單克隆抗體,其中5種抗體對兩種奧密克戎亞譜系在內(nèi)的變異株(VOCs)具有特異性,值得在診斷檢測開發(fā)中進行進一步的適用性測試。該研究中基于質(zhì)譜的抗體序列分析使用PEAKS®️ AB完成。


材料和方法

1、SARS-CoV-2特異mAb雜交瘤的生成與篩選
首先用滅活的SARS-CoV-2免疫小鼠以制備雜交瘤,經(jīng)ELISA、Western Immunoblot等篩選出NP陽性克隆,最終保留了11個亞克隆雜交瘤進行大規(guī)模培養(yǎng)和純化(表1)。然后基于LC-MS/MS技術(shù)對純化的mAbs進行序列測定,抗體經(jīng)還原、烷基化、PNGaseF酶切糖等處理后,被分為7等份各自經(jīng)pepsin (pH< 2和pH>2), chymotrypsin, Glu-C, Lys-C, Asp-N 和trypsin酶切后通過nLC-MS/MS檢測,質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)PEAKS®️ AB(Bioinformatics Solutions Inc.)分析,自動完成抗體蛋白序列組裝及CDR區(qū)注釋,然后使用IgBLAST(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/igblast/index.cgi)基于蛋白質(zhì)序列進行種系基因比對和等位基因判定。


2、抗體對多種SARS-CoV-2變體的反應性測試
11個mAbs均與原始SARS-CoV-2 rNP反應,7個對部分變體有反應,5個對P.1反應強烈,僅2個對B.1.617.2有反應(表2)。

表2  rNP和 SARS-CoV-2 變異株單克隆抗體的Western blot實驗
a, marks -, +, ++, +++, and ++++ were based on the band density visualized by experienced technician. -: no band observed. 、b, recombinant nucleocapsid protein of the original strain (Wuhan strain); 
c, gamma-irradiated reference strain (hCoV-19/Canada/ON_ON-VIDO-01-2/2020, EPI_ISL_425177); 
d, all strains were loaded at 1 × 104 pfu/lane for SDS-PAGE.


3、SARS-CoV-2 NP單抗對SARS-Cov-1、MERS和HCoV的交叉反應性測試
作者通過酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)檢測了 11 種單克隆抗體(mAbs)與 4 種常見人類冠狀病毒(HCoV-HKU1、HCoV-OC43、HCoV-NL63和 HCoV-229E)、嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒1型(SARS-CoV-1)以及中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS)的重組核衣殼蛋白(rNPs)之間潛在的交叉反應性。將未經(jīng)免疫的兔多克隆抗體和針對無關抗原的小鼠單克隆抗體作為陰性對照,針對選定rNPs的兔多克隆抗體作為陽性對照。結(jié)果顯示,這些mAbs對MERS和4種常見人類冠狀病毒rNPs無反應,部分對SARS-CoV-1 rNP有弱反應(圖1)。
圖1 SARS-CoV-2抗體對其他冠狀病毒NP的反應性

4、mAbs與SARS-CoV-2核衣殼蛋白的結(jié)合親和力測定
參與測試的7種單克隆抗體都與原始毒株以及5種關切變異株(VOCs)的rNPs表現(xiàn)出強結(jié)合力。F461G6和F461G13對所有變異株的rNPs都有很強的結(jié)合力,其他抗體則結(jié)合力各有差異(表3)。
表3 終點ELISA法檢測SARS-CoV-2變體rNPs


5、免疫噬斑及Omicron亞譜系結(jié)合力實驗
在免疫噬斑試驗中,7種mABs對SARS-CoV-2變異株表現(xiàn)出不同的反應性(圖2)。F457G3、F459G7、F461G6、F461G7和F461G13對所有測試的變異株都表現(xiàn)出強烈反應,包括參考毒株、關切變異株B.1.1.7、B.1.351、P.1、B.1.617.2,以及奧密克戎B.1.1.529和BA.2。F457G2對參考毒株和P.1表現(xiàn)出強烈反應,但對大多數(shù)變異株反應較弱,對B.1.617.2(德爾塔變異株)無反應。相比之下,F(xiàn)457G6對參考毒株和P.1反應較弱,對其他變異株無反應。
圖2 免疫噬斑試驗

最后,mAbs對近期流行Omicron亞譜系的結(jié)合親和力驗證結(jié)果表示,所選5個mAbs對BA.4和BQ.1/BQ.1.1親和力顯著降低,對JN.1親和力與原始株相近(表4)。


小結(jié)
Omicron高傳播性仍具有較大的威脅,RAT早期診斷和抗病毒治療意義重大。本研究篩選出5個對多種VOCs反應強烈、對常見冠狀病毒等反應微弱的mAbs,但不同檢測方法結(jié)果存在差異,與抗原處理、緩沖液等因素有關。NP是理想診斷抗原,M蛋白也有潛力。這5個mAbs還需針對最新Omicron亞譜系進一步測試。

 

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