整体解决方案:应对新冠突变株全方位研究的新冠突变体试剂库
义翘神州 · 2021/03/05
新冠病毒造成的大流行正在对全球人类健康造成巨大损害。

新冠病毒造成的大流行正在对全球人类健康造成巨大损害。新冠病毒属于RNA病毒,比DNA病毒更容易发生突变。近期出现的新冠突变株主要有两个方面引人深思:其一是刺突蛋白(S),尤其是关键受体结合域(RBD),出现突变或者突变累积现象,可能加强新冠病毒刺突蛋白与受体ACE2的结合能力,增加病毒的传播力或致病性;其二是突变可能会改变抗原的关键表位,使已筛选的中和抗体亲和力下降,发生免疫逃逸,降低疫苗和中和抗体的保护效果。

01 英国B.1.1.7突变株

首次在英国发现,研究表明其传播力增加了30%以上。Davies等人对来自英国3个地区的数据进行建模,估计该突变株比以往突变株的传播力高56%。其Spike上的特征突变有10个,NP的特征突变有2个。由于Spike蛋白是疫苗开发及治疗性抗体开发的主要靶点,所以这些突变是否会产生抗体逃逸,降低疫苗和抗体药物的效力成为科学家们关注的焦点。

研究表明,接种辉瑞/BioNTech和Moderna mRNA疫苗的血清对带有B.1.1.7的假病毒的中和能力与非突变相比无显著差异。阿斯利康的腺病毒载体新冠疫苗对B.1.1.7的保护效力与其他在英国流行的毒株无差异。Novavax重组蛋白疫苗的三期临床数据显示,对新冠病毒的保护效力为90%,而对B.1.1.7突变的保护效力为85%。以上研究结果提示,这些疫苗对B.1.1.7突变株的保护效力可能不变。

02 南非B.1.351突变株

研究表明其传播力增加了约50%,但还没有证据证明其致病性增加。其RBD区域存在E484K,被认为是中和抗体中和活性降低的主要原因。接种辉瑞/BioNTech和Moderna mRNA疫苗后的血清对B.1.351的假病毒中和作用下降,Moderna的数据显示中和作用下降了6倍。而Novavax重组蛋白疫苗三期临床试验结果显示,对B.1.351的有效性低于50%。

03 巴西P.1突变株

已在日本、美国、巴西、德国传播,没有证据表明其传播力和致病性增加。在RBD区域存在K417N、E484K、N501Y三个特征突变。由于其RBD区域存在E484K位点,所以科学家担心其可能存在免疫逃逸。

04 加州B.1.429突变株

又称为CAL.20C,Cedars-Sinai医学中心的研究人员于2020年7月在加利福尼亚首次观察到。近期出现在美国以外的其他国家,如澳大利亚。此突变株可能更具传播力,数据显示其占据了大部分加州分离出的病例。其特征突变包含L452R,研究发现此位点突变会降低对中和抗体的敏感性。有关此突变还需更多研究。

目前,义翘神州已开发出一系列针对突变株的蛋白、抗体、假病毒、基因等相关产品,形成了新冠突变株研究产品库,为新冠病毒研究、防治及诊断提供优质的产品及支持。

产品具体应用场景

应用1:检测突变蛋白与ACE2结合力,可用于突变株主要特征及传播力的研究

义翘神州已开发出多种重组新冠突变体蛋白。经ELISA验证,重组RBD N501Y突变(Cat: 40592-V08H82)以及重组RBD K417N、E484K、N501Y多位点突变(Cat: 40592-V08H85)对ACE2的结合能力更强于新冠野生型毒株RBD蛋白(Cat: 40592-V08H)。

以上数据结果与Charlie Laffeber等人的研究结果类似,他们通过SPR实验验证重组RBD蛋白和RBD突变体对ACE2结合活性的影响。结果显示,英国突变株主要突变体蛋白N501Y与ACE2的结合力增加近9倍,而南非突变株主要突变体蛋白K417N、E484K、N501Y与ACE2的结合力增加近3倍。


应用2:检测突变蛋白对中和抗体效力的影响

为验证新冠突变体对中和抗体中和效应的影响,我们通过竞争ELISA法验证中和抗体(义翘神州自主研发)对重组RBD突变位点 N501Y(英国突变株B.1.1.7重要突变位点,40592-V08H82)以及重组RBD 突变位点 K417N、E484K、N501Y(南非突变株B.1.351重要突变位点,40592-V08H85)的中和效力。结果发现,中和抗体对南非突变株的主要突变位点的中和效应存在一定的差异。

目前已有研究发现,新冠突变株存在抗体逃逸现象,已获批或正在开发的抗体药对新冠病毒的疗效将存在不确定性。义翘神州目前已开发了大部分重要突变位点的重组突变体蛋白,可助力广谱中和抗体以及新冠抗体药物开发。



注:WT: Wild Type;以上表格中数值为 IC50(ng/mL)

应用3:验证新冠抗原检测试剂对突变蛋白的识别

抗原检测相对新冠其他检测方法具有操作简便、快捷、无需专业人员和特殊空间、设备等优点。目前,美国FDA共紧急授权14款新冠抗原检测产品,而国内NMPA也批准万孚、万泰等公司的抗原检测试剂盒上市。

抗原检测试剂盒主要以N蛋白做为检测标志物,检测灵敏度高,应用最广,针对RBD区域的抗原检测试剂盒相对较少。新冠病毒在不断的变异过程中,N蛋白也出现了某些频率较高的突变。

义翘神州密切关注新冠突变株的研究动态,快速开发生产重要突位点相应的重组蛋白以及相关的抗体试剂,为诊断开发企业提供专业支持。经ELISA验证,义翘神州开发的N抗体可以识别高频突变重组N蛋白。



• 数据来源于GISAID

• GISAID促进快速共享导致COVID-19的所有冠状病毒的数据

• NP(R203K,G204R)是NP蛋白的上出现的高频突变,参考文献来源: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01800

• NP(P13L), NP(S194L), NP(I292T)是NP蛋白的上出现的高频突变,参考文献来源于: https://doi.org/10.1002/jmv.26626

• 毒株信息:UK variant (lineage B.1.1.7), South Africa variant (lineage B.1.351), Brazil variant (lineage P.1)

应用4:评估新冠疫苗对突变株的保护效力

新冠突变株对已上市或临床研究阶段的疫苗有哪些影响,是目前广泛关注的问题。针对该问题,FDA发布了新冠突变疫苗开发指南,同时部分企业也开始布局针对突变株疫苗的开发规划。假病毒作为疫苗效应验证的重要工具,被广泛使用。义翘神州开发了新冠突变体假病毒(PSV001,PSV005),可助力疫苗效应评估。

新冠研究相关产品列表:

● 新冠蛋白产品






● 新冠抗体产品


● 新冠检测试剂盒、假病毒、基因产品


参考资料:

1.https://doi.org/10.1101/2021.02.06.21251159

2.https://doi.org/10.1101/2020.12.24.20248822

3.https://doi.org/10.1101/2021.02.22.432357

4.https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.11.30.405472v1

5.https://doi.org/10.1101/2021.02.18.431897

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