《Science Translational Medicine》：An antibody cocktail targeting conserved, nonoverlapping epitopes prevents viral escape and confers protection against RSV in vivo
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呼吸道合胞病毒（RSV）是婴幼儿健康的主要威胁，但现有单克隆抗体（mAb）疗法存在病毒逃逸风险。本研究通过分离靶向RSV融合前蛋白（pre-F）上两个保守、非重叠表位的人源中和抗体1A2和1B6，开发了一种双抗体组合。该组合在体外展现出协同中和活性，并能有效阻止病毒逃逸突变体的产生；在啮齿类动物模型中，其Fc工程化版本（1A2-TMYTE/1B6-YTE）对RSV A、B亚型及耐药株均表现出强大的预防保护效力。这项研究为开发具有高耐药屏障的下一代RSV免疫预防策略提供了重要依据。
寒冬季节，呼吸道合胞病毒（RSV）在婴幼儿中肆虐，是导致婴幼儿住院的主要原因之一，对老年人群也构成严重威胁。尽管针对RSV的疫苗和单克隆抗体疗法已进入临床，为预防带来了希望，但这些干预措施，尤其是单一抗体疗法，也带来了一个不容忽视的风险——病毒可能通过突变产生耐药性，从而导致治疗失败。例如，已广泛使用的长效抗体nirsevimab，其靶向的抗原位点?虽然能诱导强效的中和反应，但该位点在病毒进化中相对多变，自然存在的多态性以及临床使用中已观察到的逃逸突变，预示着病毒逃逸的潜在危机。同样，新近获批的clesrovimab，尽管靶向更为保守的表位，其耐药株也已在体外筛选和临床试验中被发现。这凸显了当前RSV单药预防策略的脆弱性。因此，开发能够覆盖多种病毒株、并有效遏制耐药性产生的广谱预防方案，已成为RSV研究领域的迫切需求。
为了应对这一挑战，研究人员在《Science Translational Medicine》上发表了他们的最新研究成果。他们致力于开发一种基于双抗体组合的免疫预防策略，旨在通过靶向病毒表面的关键蛋白——融合前F蛋白（pre-F）上两个不同的、且高度保守的区域，来协同阻止病毒感染，并设置更高的遗传屏障，最大限度地降低病毒逃逸的风险。
研究者们主要运用了几项关键技术：从健康成人供体外周血单核细胞（PBMC）中分离RSV F蛋白特异性记忆B细胞，并进行单细胞抗体基因克隆与表达；利用表面等离子共振（SPR）技术分析抗体与抗原的结合亲和力；通过噬斑减少中和试验评估抗体的中和广度和效力；采用冷冻电镜（cryo-EM）解析抗体与病毒蛋白的复合物结构，以阐明其结合表位和作用机制；在体外进行病毒传代实验以筛选抗体压力下的逃逸突变体；最后，在BALB/c小鼠和棉鼠模型中进行抗体预防效力的体内评价。
人类单克隆抗体1A2和1B6结合F蛋白并中和RSV
研究人员从健康成人捐赠者中分离出靶向RSV pre-F蛋白的记忆B细胞，并筛选出68个具有中和活性的单克隆抗体（mAb）。其中，抗体1A2和1B6表现出对多种RSV A和B实验室株及临床分离株最强劲且广谱的中和活性。结合实验证实，两者均特异性结合pre-F构象，而非融合后F蛋白（post-F）。竞争结合实验表明1A2和1B6靶向非竞争性表位，并且体外中和实验显示两者具有协同作用（协同得分δ > 10）。机制研究表明，这两种抗体通过抑制病毒与细胞的膜融合过程来发挥中和作用，而非阻断病毒附着或与新发现的受体IGF1R（胰岛素样生长因子1受体）竞争。
1A2和1B6靶向两个保守且不同的表位
为了在原子层面理解协同作用的分子基础，研究人员利用冷冻电镜解析了RSV A2 pre-F蛋白与1A2和1B6的抗原结合片段（Fab）形成的三元复合物结构。结构显示，1B6结合在pre-F三聚体的“头部”，其表位横跨抗原位点?、II和V；而1A2则结合在“腰部”区域，主要覆盖抗原位点IV和V。两个抗体同时结合时互不干扰，且均横跨两个相邻的原聚体。这种结合模式可能通过空间位阻效应稳定pre-F三聚体，阻止其发生构象变化转变为post-F，从而抑制融合。对大量RSV病毒株序列的分析证实，1A2和1B6所靶向的表位区域在RSV A和B亚型中均具有高度保守性（>99%），远高于nirsevimab靶向位点?在RSV B亚型中的保守度（约88%）。
1A2和1B6组合展示出对RSV逃逸突变体的抵抗能力
为了评估病毒逃逸的风险，研究人员在体外用单一抗体或抗体组合对RSV病毒进行连续传代培养，施加选择性压力。结果发现，在nirsevimab、1A2或1B6单药压力下，病毒分别在第12、18和15代左右产生了逃逸突变（nirsevimab: N208D；1A2: G446E；1B6: Q94R或Q94K）。然而，在1A2和1B6组合的压力下，经过20代传代仍未检测到逃逸病毒的出现。对公共数据库中的病毒序列分析显示，能够逃逸1A2或1B6中和的突变在自然流行的病毒株中极为罕见（发生率<0.03%），而nirsevimab的某些逃逸相关突变在部分地区和年份的流行株中已有较高频率出现。这进一步证明了双抗体组合能显著提高耐药屏障。
Fc工程化的1A2和1B6在体内展现延长的半衰期
为了优化抗体的药代动力学特性和安全性，研究人员对1A2和1B6进行了Fc工程化改造。他们引入了YTE突变（M252Y/S254T/T256E）以增强抗体与新生儿Fc受体（FcRn）的结合，从而延长血清半衰期；同时引入TM突变（L234F/L235E/P331S）以消除抗体依赖的细胞介导的细胞毒性（ADCC）和吞噬（ADCP）等Fc效应器功能，降低抗体依赖性增强（ADE）的潜在风险。经过稳定性、效应功能和亲和力筛选，最终选定1A2-TMYTE（兼具TM和YTE突变）和1B6-YTE（仅含YTE突变）作为候选分子。药代动力学研究显示，这两种工程化抗体在表达人FcRn的转基因小鼠和非人灵长类动物（NHP）模型中均实现了显著的半衰期延长，与已上市的长效抗体nirsevimab相当。
1A2-TMYTE和1B6-YTE组合在啮齿类动物模型中赋予针对RSV A和B的预防效力
在BALB/c小鼠模型中，预防性单次给药（肌肉注射）1A2-TMYTE、1B6-YTE或其1:1组合，均能剂量依赖性地保护小鼠免受RSV A2和B18537毒株的攻击，显著降低肺部和鼻甲中的病毒载量。针对RSV B18537感染，抗体组合仅需nirsevimab四分之一剂量即可达到相当的保护效果。计算出的90%有效保护浓度（EC90）表明，组合抗体对RSV B感染的效力优于nirsevimab。
双mAb组合预防在棉鼠RSV感染模型中具有保护作用
在棉鼠模型中，研究人员进一步验证了抗体组合对野生型RSV毒株以及针对1A2、1B6和nirsevimab的逃逸突变病毒的预防效果。结果显示，单药治疗对其相应的逃逸病毒无效，但1A2-TMYTE和1B6-YTE的1:1组合（各0.5 mg/kg）却能有效保护动物免受所有测试逃逸病毒的攻击，尤其对nirsevimab耐药株，可使肺部病毒滴度降低296倍，鼻部病毒滴度降低39倍，证明了该组合具有应对现有和潜在耐药毒株的广谱保护能力。
综上所述，这项研究成功地开发并验证了一种靶向RSV pre-F蛋白上两个非重叠、高度保守表位的双抗体组合（1A2/1B6）。该组合不仅展现出强效、广谱的中和活性与协同作用，更重要的是，其能有效阻止病毒在体外产生逃逸突变，建立了更高的遗传屏障。在动物模型中，经过Fc工程化改造以延长半衰期和优化安全性的抗体版本，对RSV A、B亚型以及重要的耐药病毒株均表现出卓越的预防保护效力。该研究有力地论证了联合靶向不同保守表位的策略，在克服单药疗法固有的病毒逃逸风险方面的优势。这项研究成果为开发下一代RSV免疫预防制剂，特别是为保护最易感的婴幼儿群体提供了极具前景的候选方案和重要的科学依据。
