超强效RBM特异性单域抗体以皮摩尔活性广谱中和多种SARS-CoV-2变异株

针对SARS-CoV-2变异株逃逸现有抗体疗法的难题，俄罗斯研究团队通过骆驼免疫策略分离出靶向RBM（受体结合基序）的单域抗体1p1B10。该抗体以皮摩尔级活性中和包括XBB.1.5、JN.1等12种变异株，通过结构解析揭示其结合表位与ACE2受体高度重叠且不受突变影响。动物实验显示1 mg/kg剂量即可显著降低仓鼠肺病毒载量并完全保护hACE2小鼠，为COVID-19治疗提供突破性候选药物。

　　

新冠病毒SARS-CoV-2持续变异引发的免疫逃逸已成为全球公共卫生挑战。截至2024年10月，WHO数据显示当年已有超250万病例和5万死亡病例。尽管早期单克隆抗体(mAb)如bamlanivimab曾展现疗效，但Alpha、Beta等变异株的出现使得超过80%的抗体疗法相继失效。目前仅存两种抗体(sipavibart/pemivibart)获准用于暴露前预防，亟需开发能规避突变热点的新型广谱中和抗体。

俄罗斯科学家团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究中，创新性地采用双峰骆驼免疫策略——先后使用编码Omicron刺突蛋白(S蛋白)的腺病毒载体(rAd5/rAd26)和灭活BA.5病毒进行免疫，通过噬菌体展示技术筛选出靶向受体结合域(RBD)的单域抗体(sdAb)1p1B10。该抗体展现出惊人的广谱性：对武汉D614G到最新KS.1等12种变异株均保持0.3-8.9 pM的中和活性，较传统抗体提升100-1000倍。

关键技术方法
研究团队通过以下核心技术实现突破：1) 多轮次骆驼免疫策略诱导交叉反应抗体；2) X射线晶体学解析2.8?分辨率RBD/1p1B10复合物结构；3) 假病毒中和试验(EC₅₀测定)和活病毒TCID₅₀检测；4) 叙利亚仓鼠模型评估肺组织病毒载量；5) hACE2转基因小鼠致死攻毒实验。

研究结果

结构机制解析
高分辨率晶体结构显示，1p1B10的结合表位精准覆盖RBD上的受体结合基序(RBM)，与ACE2结合界面重叠达91%。尤为关键的是，其结合区域完全避开了G446D、N460K等Omicron特征性突变位点，从结构上解释了广谱活性的分子基础。冷冻电镜进一步证实该抗体能同时结合S蛋白的"开放"和"闭合"构象。

动物模型验证
在攻毒实验中，1p1B10-Fc（抗体Fc融合蛋白）展现出卓越治疗效果：

• 1 mg/kg剂量使仓鼠肺中Wuhan D614G和JN.1病毒载量分别降低4.2 log₁₀和3.8 log₁₀
• 5 mg/kg剂量完全预防hACE2小鼠致死性感染
  值得注意的是，该抗体在鼻腔给药时仍保持活性，提示其黏膜保护潜力。

讨论与意义
该研究通过创新免疫策略突破了传统抗体开发瓶颈。1p1B10的核心优势在于：

1. 表位保守性：靶向RBM中ACE2直接接触区域，该区域因功能约束难以发生逃逸突变；
2. 构象灵活性：不同于多数仅结合"开放"状态的RBD抗体，1p1B10能中和所有构象的S蛋白；
3. 分子微型化：单域抗体(15 kDa)较IgG(150 kDa)更易穿透呼吸道黏膜。

Dmitry V. Shcheblyakov等作者强调，这是首个对JN.1和KS.1等最新变异株仍保持皮摩尔活性的单域抗体。俄罗斯科学基金资助的结构研究揭示，其结合界面包含RBD的K417、Y453等进化保守残基，从理论上预测了持久有效性。该成果不仅为COVID-19提供临床候选药物，更为未来抗病毒抗体开发提供了"靶向功能约束表位"的新范式。