靶向SARS-CoV-2受体结合结构域的嵌合抗体表达及功能研究

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)感染所致的2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)给人民的生命健康造成了严重的威胁,目前该病毒仍然在广泛传播,针对SARS-CoV-2有效的治疗方法仍有限,因此寻找广谱中和抗体阻断SARS-CoV-2感染具有重要的意义。本文成功表达并纯化了3株靶向SARS-CoV-2的受体结合结构域(receptor-binding domain,RBD)的人鼠嵌合抗体,并且检测了这几株抗体对多种SARS-CoV-2假病毒和活病毒的中和活性。本研究表明这3株抗体能特异性地中和SARS-CoV-2野生型假病毒,IC50分别为0.03 μg/mL、0.06 μg/mL、0.03 μg/mL。此外,这3株抗体对Alpha株假病毒、Delta株假病毒和Lambda株假病毒也具有广谱中和活性,并可以抑制SARS-CoV-2 Delta株活病毒的复制。机制研究表明,这些抗体可以阻断SARS-CoV-2的S蛋白介导的细胞-细胞融合,且RBD上的K417、E484和N501位点可能是其与这3株抗体结合的关键位点。     

SARS-CoV S蛋白受体结合区的重组表达及免疫原性分析

为了表达SARS-CoV的S蛋白的受体结合区并对其免疫原性进行分析,用PCR方法扩增S蛋白的受体结合区基因片段,克隆至原核表达质粒pET-F32a＋并在大肠杆菌中表达,应用Western—blot鉴定表达的目的蛋白,而后以该蛋白作为诊断抗原包被酶联卡反来检测20份SARS病人血清和28份健康人血清,结果原核表达的S蛋白能够和所用的SARS病人血清反应。这提示表达的S重组蛋白具有良好的抗原性。将变性纯化的重组蛋白和复性蛋白分别皮下免疫小鼠,第三次免疫一周后收集抗血清,用ELISA测定抗体和同时测定中和抗体活性。用变性的抗原免疫的小鼠血清均无中和活性;而用复性的蛋白免疫的小鼠产生了中和抗体。实验表明,S蛋白受体结合区无线性中和表位,中和抗体的产生是由构象表位诱导的。提示该蛋白有可能应用于亚单位疫苗的研究。     

SARS-CoV单克隆抗体的制备及抗原表位的初步鉴定

参照已发表的SARS冠状病毒BJ01株基因序列 ,利用计算机软件预测并选取该病毒S、M、N三种主要结构蛋白部分抗原性优势区域 ,以编码Gly-Pro-Gly序列相连接合成两段嵌合基因A和B。并分别克隆于pGEX -6p- 1载体上用IPTG进行诱导表达 ,以纯化的嵌合蛋白A和B为抗原 ,分别免疫BALB c小鼠制备单克隆抗体。利用单克隆抗体亚型检测试剂盒和SARS CoV商品化ELISA检测试剂盒对其进行亚型和特异性鉴定。结果表明融合表达两段嵌合基因产物 ,其大小分别为 34kD和35kD ,Westernblot分析证实两种表达产物都能被SARS病人康复期血清所识别。获得了 6株能稳定分泌特异性抗体的阳性细胞克隆株。亚型鉴定结果除D3C5为IgG2a外其他单抗均为IgG1,而且所有单抗的轻链均为κ链。特异性鉴定发现除D3D1外 ,其余的 5株单抗均能与SARS CoV商品化ELISA检测试剂盒发生特异性反应。将D3D1与灭活后经超声波裂解的SARS CoV进行Westernblot分析 ,发现它能特异性识别 180kD的蛋白带。分别融合表达了 6个S蛋白的寡肽 (S1- S6 ) ,并对筛选出的单克隆…     

Receptor-binding domain of SARS-CoV spike protein induces highly potent neutralizing antibodies: implication for developing subunit vaccine

The spike (S) protein of severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus (CoV), a type I transmembrane envelope glycoprotein, consists of S1 and S2 domains responsible for virus binding and fusion, respectively. The S1 contains a receptor-binding domain (RBD) that can specifically bind to angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2), the receptor on target cells. Here we show that a recombinant fusion protein (designated RBD-Fc) containing 193-amino acid RBD (residues 318-510) and a human IgG1 Fc fragment can induce highly potent antibody responses in the immunized rabbits. The antibodies recognized RBD on S1 domain and completely inhibited SARS-CoV infection at a serum dilution of 1:10,240. Rabbit antisera effectively blocked binding of S1, which contains RBD, to ACE2. This suggests that RBD can induce highly potent neutralizing antibody responses and has potential to be developed as an effective and safe subunit vaccine for prevention of SARS.     

SARS-CoV-2细胞受体的研究进展

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)是引起2019冠状病毒病(coronavirus disease 2019,COVID-19)的病原体,在人群中广泛持久传播,对人类健康和社会经济造成了巨大危害。目前,针对COVID-19的治疗尚无特异高效的抗病毒药物。病毒为实现寄生感染,通常先与宿主细胞膜表面受体结合,进而内化入胞。因此,SARS-CoV-2受体决定着病毒的感染特性和宿主范围,对其进行研究和解析是战胜SARS-CoV-2感染的一个关键手段。SARS-CoV-2受体的发现和鉴定,将为COVID-19提供新的治疗靶点。本文主要对SARS-CoV-2入侵受体及黏附受体的研究进展进行综述。     

SARS病毒基因组的多态性

对SARS病人粪便样本直接测序,得到SRAS—CoV BJ202全基因组序列（AY864806）。应用比较基因组研究方法对GenBank中公布的115株SARS—CoV基因组序列以及BJ202进行分析。以GZ02序列为参照,发现2个以上基因组中同时存在单核苷酸多态（SNP）位点共278个。多态位点在SARS—CoV基因组中呈偏态分布,大约一半突变位点（50．4％,140／278）发生在基因组3’末端1／3区域。编码Orf10-11、Orf3／4、E蛋白、M蛋白和S蛋白区域突变率较高。克隆并测序含有BJ202基因组12个多态位点的11个cDNA以及4个不含已知多态位点的cDNA片段（15个片段总长度为6．0kb）,结果显示：BJ202特有的3个多态位点（13804、1503l和20792）以及另外3个多态位点（26428、26477和27243）均检出两种不同核苷酸;位点18379虽在已公布的115株SARS—CoV基因组中未发现突变,实际上也是多态位点。14个克隆中有8个克隆该位点为A,6个克隆为G。全部116个SARS—CoV基因组中共有18种缺失类型和2种插入类型。大部分缺失发生在编码ORF9和ORF10-11区域（基因组序列27700—28000bp处）。以邻位连接法（Neighbor-Joining）构建了116株SARS—CoV系统发育树,BJ202与BJ01和LLJ-2004等SARS—CoV的亲缘关系较接近。     

用噬菌体随机肽库筛选SARS冠状病毒S蛋白单克隆抗体2C5的模拟表位

SARS-CoVS蛋白特异的单克隆抗体2C5具有病毒中和作用。以单克隆抗体2C5为筛选靶分子,筛选噬菌体展示随机7肽库。经三轮淘洗后随机挑选20个噬菌体克隆进行ELISA分析和序列测定。在10个ELISAOD值大于0.2的阳性噬菌体克隆中,有8个噬菌体克隆展示有共同的7肽序列TPEQQFT。展示有该序列的噬菌体克隆能竞争抑制SARS-CoVS蛋白抗原与单抗2C5的结合。结果表明TPEQQFT为单克隆抗体2C5的模拟表位。该结果可对进一步研究S蛋白结构与功能和设计SARS疫苗有一定的参考意义。     

Sequence analysis and structural prediction of the severe acute respiratory syndrome coronavirus nsp5

The non-structural proteins (nsp or replicase proteins) of coronaviruses are relatively conserved and can be effective targets for drugs. Few studies have been conducted into the function of the severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) nsp5. In this study, bioinformatics methods were employed to predict the secondary structure and construct 3-D models of the SARS-CoV GD strain nsp5. Sequencing and sequential comparison was performed to analyze the mutation trend of the polymerase nsp5 gene during the epidemic process using a nucleotide-nucleotide basic local alignment search tool (BLASTN) and a protein-protein basic local alignment search tool (BLASTP). The results indicated that the nsp5 gene was steady during the epidemic process and the protein was homologous with other coronavirus nsp5 proteins. The protein encoded by the nsp5 gene was expressed in COS-7 cells and analyzed by sodium dodecylsulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE). This study provided the foundation for further exploration of the protein‘s biological function, and contributed to the search for anti-SARS-CoV drugs.     

2019新型冠状病毒及其诊疗与防控：回顾与展望

2019新型冠状病毒的暴发持续至今,导致了世界各地数以百万计的感染个例,更夺去了数十万人的生命.世界卫生组织在2020年2月将此病毒引起的疾病定名为2019冠状病毒病(Coronavirus disease 2019,COVID-19),而国际病毒分类委员会也将此病毒命名为SARS-CoV-2. COVID-19的典型...     

22例SARS感染愈后连续5年特异性IgG抗体随访分析

为分析SARS冠状病毒(SARS-CoV)IgG抗体在SARS感染康复者体内的持久性与变化,本研究自2004年3月开始,每年采集北京地区SARS感染康复者血清标本,采用商品化的冠状病毒(变异株)IgG抗体间接ELISA检测试剂盒,对其中22名SARS康复者中的SARS-CoVIgG抗体进行连续五年随访检测与分析。结果表明:在愈后第1年,所有血清SARS-IgG抗体皆为阳性。第2、3年处于平台期,滴度仍维持较高的水平。第4年抗体滴度有明显下降趋势。第5年IgG抗体基本转阴。研究发现SARS-CoVIgG抗体可维持3年以上,第4年之后明显下降。本研究为SARS感染诊断与防治、免疫应答及疫苗效力评价等提供了重要依据。     

SARS冠状病毒的分离培养与鉴定

采集急性期病人的咽拭子或漱口液,用Vero、Vero E6、MDCK、Hela、Hep-2等传代细胞,人胚肺二倍体细胞(HEL)和人胚肺(HP)细胞分离培养严重急性呼吸系统综合症(SARS)的病原体。结果用Vero、Vero E6、MDCK和HP细胞从标本中分离到一株病毒。间接免疫荧光试验发现,恢复期病人血清可与所分离的病毒起反应,在胞膜和胞浆中出现翠绿色荧光;中和试验结果表明,恢复期病人血清能中和病毒对细胞的致细胞病变作用;电镜下可观察到冠状病毒样颗粒;RT-PCR法可扩增到冠状病毒特异性基因片段,且其核苷酸序列与国内外发表的SARS冠状病毒(SARS-Cov)相应的基因序列相符,同源性达到100％。从传染性非典型肺炎病人的漱口液中分离到SARS冠状病毒,这种病毒与传染性非典型肺炎密切相关。     

SARS 冠状病毒 S 蛋白受体结合结构域的表达及其表位作图

严重急性呼吸综合征 (SARS) 是一种新出现的人类传染病,该病的病原是 SARS 冠状病毒 (SARS-CoV). S 蛋白是 SARS 冠状病毒的一种主要结构蛋白,它在病毒与宿主细胞受体结合以及诱导机体产生中和抗体中起重要作用 . 研究表明 S 蛋白与受体结合的核心区域为第 318 ~ 510 氨基酸残基的片段 . 首先克隆并用 pGEX-6p-1 载体融合表达了该受体结合结构域,并且通过蛋白质印迹分析表明,该受体结合结构域融合蛋白能被 SARS 康复患者血清和 S 蛋白特异的单克隆抗体所识别 . 为了对这一区域进行抗原表位作图,进一步设计了一套 23 个覆盖受体结合结构域的长 16 个氨基酸残基的部分重叠短肽,并进行了 GST 融合表达 . 用免疫动物血清和单克隆抗体 D3D1 对 23 个融合蛋白进行蛋白质印迹和 ELISA 免疫反应性分析,结果鉴定出两个抗原表位 SRBD3(F334PSVYAWERKKISNCV349) 和表位 D3D1 (K447LRPFERDI455). 其结果对进一步分析 S 蛋白结构与功能以及诊断试剂和基因工程疫苗的研究有一定意义 .     

Age- and gender-related difference of ACE2 expression in rat lung

Epidemiologic data suggested that there was an obvious predominance of young adult patients with a slight female proneness in severe acute respiratory syndrome (SARS). The angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) was very recently identified as a functional receptor for SARS virus and is therefore a prime target for pathogenesis and pharmacological intervention. Rats of both genders at three distinct ages (young-adult, 3 months; middle-aged, 12 months; old, 24 months) were evaluated to determine the characteristic of ACE2 expression in lung and the effect of aging and gender on its expression. ACE2 was predominantly expressed in alveolar epithelium, bronchiolar epithelium, endothelium and smooth muscle cells of pulmonary vessels with similar content, whereas no obvious signal was detected in the bronchiolar smooth muscle cells. ACE2 expression is dramatically reduced with aging in both genders: young-adult vs. old P < 0.001 (by 78% in male and 67% in female, respectively) and middle-aged vs. old P < 0.001 (by 71% in male rats and 59% in female rats, respectively). The decrease of ACE2 content was relatively slight between young-adult and middle-aged groups (by 25% in male and 18% in female, respectively). Although there was no gender-related difference of ACE2 in young-adult and middle-aged groups, a significantly higher ACE2 content was detected in old female rats than male. In conclusion, the more elevated ACE2 in young adults as compared to aged groups may contribute to the predominance in SARS attacks in this age group.     

SARS冠状病毒M蛋白的原核表达及其DNA疫苗构建

为探讨SARS-CoV的M蛋白的免疫学特性以及M蛋白作为SARS-CoV病毒疫苗组分的可行性和必要性.分别用pET-15b和pET-22b在大肠杆菌中表达SARS-CoV的M蛋白,亲和层析纯化后作为抗原应用.同时,将M蛋白的编码基因克隆进分泌型真核表达载体pSecTagB中得到重组质粒pSecM作为DNA疫苗,免疫BALB/c小白鼠、制备SARS-CoV M蛋白的抗血清.并用纯化后的M蛋白建立的SARS-CoV M抗体ELISA检测技术研究所构建的M-DNA疫苗的免疫效果.结果表明:两种重组M蛋白在大肠杆菌中均以可溶性形式得到高效表达,经与华大产的用灭活SARS全病毒制备的SARS-CoV抗体ELISA检测试剂盒比较实验,证明该原核表达的重组M蛋白能与SARS确诊病人血清以及M-DNA免疫鼠血清发生特异性抗原抗体反应.这两种重组M蛋白有可能作为抗原组分用于临床SARS-CoV检测中;所构建的SARS-CoV的M基因核酸疫苗能在小鼠体内产生特异性抗体,提示M蛋白在SARS-CoV疫苗尤其是组分疫苗的研制中应加以考虑,为DNA疫苗的开发提供了依据.     

SARS-CoV的分子生物学研究

SARS-CoV是引起严重急性呼吸道综合症(SARS)的病原体．更多地了解SARS-CoV的基因组、蛋白结构以及它与其它冠状病毒的关系,将有助于SARS疾病的防治．     

冠状病毒疫苗的研究进展

严重急性呼吸综合征冠状病毒2(severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,SARS-CoV-2)自被发现以来就引起了人们的广泛关注,开发针对该病毒的安全、有效疫苗成为近期的研究热点。本文以高致病性冠状病毒疫苗(包括灭活疫苗、重组亚单位疫苗、重组病毒载体疫苗和核酸疫苗)的研究展开综述,为研制SARS-CoV-2疫苗提供参考。     

In vitro inhibition of severe acute respiratory syndrome coronavirus by chloroquine

We report on chloroquine, a 4-amino-quinoline, as an effective inhibitor of the replication of the severe acute respiratory syndrome coronavirus (SARS-CoV) in vitro. Chloroquine is a clinically approved drug effective against malaria. We tested chloroquine phosphate for its antiviral potential against SARS-CoV-induced cytopathicity in Vero E6 cell culture. Results indicate that the IC50 of chloroquine for antiviral activity (8.8 +/- 1.2 microM) was significantly lower than its cytostatic activity; CC50 (261.3 +/- 14.5 microM), yielding a selectivity index of 30. The IC50 of chloroquine for inhibition of SARS-CoV in vitro approximates the plasma concentrations of chloroquine reached during treatment of acute malaria. Addition of chloroquine to infected cultures could be delayed for up to 5h postinfection, without an important drop in antiviral activity. Chloroquine, an old antimalarial drug, may be considered for immediate use in the prevention and treatment of SARS-CoV infections.