冠状病毒引起的疫情具有强周期性且病毒本身易变异,靶向单一病毒特定蛋白序列的药物难以在当前或未来的疫情防治中持续发挥作用,寻求广谱型抗冠状病毒的策略具有重要意义。
血管紧张素转换酶2(ACE2)是SARS-CoV-2、SARS-CoV和HCoV-NL63等多个冠状病毒在人体内的受体,能够与病毒刺突蛋白(S)中受体结合域(RBD)相互作用,阻断S蛋白与ACE2的相互作用可以切断冠状病毒对宿主的感染途径。理论上,针对ACE2的抗体不依赖于病毒特定的序列或结构,因此可用于防治当前和未来的冠状病毒疫情,并能耐受病毒变异和糖基化,是有潜力的广谱型抗冠状病毒靶点。
2021年8月25日,达石药业的抗体药物研发团队联合中国科学院上海药物研究所、中国科学院武汉病毒研究所和西湖大学在Nature子刊Signal Transduction and Targeted Therapy(STTT)杂志上在线发表了题为“ACE2-targeting monoclonal antibody as potent and broad-spectrum coronavirus blocker”的研究成果。

该成果揭示了ACE2受体的单克隆抗体3E8可以中和SARS-CoV-2及其变异病毒(SARS-CoV-2-D614G、Alpha、Beta、Gamma和Delta)和多种依赖于ACE2的冠状病毒(SARS-CoV和HCoV-NL-63)的S蛋白或RBD与ACE2的结合,阻断上述多种假病毒对细胞的侵染,并能够在体外和ACE2“knockin”的COVID-19小鼠模型中抑制SARS-CoV-2的感染,但不影响ACE2分子的生理功能,并研究了3E8与ACE2结合的结构基础,揭示了ACE2上与3E8重链的CDR3结构域相互作用的关键结合残基。综上所述,该研究表明靶向ACE2的中和抗体可作为以ACE2为受体的冠状病毒的潜在治疗对策,并为冠状病毒及未来可能出现的病毒变异体感染提供了一种非常有前景的候选治疗药物,为广谱型冠状病毒防治抗体药物的研发奠定基础。
该研究论文的第一作者为中科院上海药物研究所硕士研究生陈玉宁、副研究员王桂凤、中科院武汉病毒研究所博士研究生张亚南和西湖大学博士后鄢仁鸿。 达石药业的陈淦均和陈艺丽为共同作者。上海药物所研究员兼达石药业首席科学家王春河博士、武汉病毒所研究员张波博士和西湖大学教授周强博士为本论文的共同通讯作者。

图1 3E8可以阻断多种(假型)冠状病毒对表达ACE2细胞的感染

图2 3E8对活SARS-CoV-2病毒的体内外抑制活性
该论文的预印版曾于2020年11月在BioRxiv上在线发表,是国际上首个公开发表的靶向ACE2且起到广谱抑制病毒感染作用的抗体。该工作于2021年3月19日投稿到STTT,修改稿在8月16号被接受。值得一提的是,同处第一时间梯队的中科院北京微生物研究所严景华研究员团队联合华中科技大学王晨辉教授团队于8月19日在Nature Communication在线发表了类似工作,目前尚无晴天ACE2抗体研发的报道。
据悉,该ACE2抗体分子业已完成人源化研究,目前正在积极地推进临床前研究,以期早日实现产业化,为抗击新冠肺炎和防治未来潜在的冠状病毒疫情贡献力量。
全文链接:https://www.nature.com/articles/s41392-021-00740-y