Beacon | 治疗性抗体发现：为新出现的病毒威胁选择有效的候选药物

近期在布鲁克细胞分析的网络研讨会上，范德堡大学疫苗中心（Vanderbilt Vaccine Center, VVC）副主任Robert Carnahan博士和研究助理教授Lauren Williamson博士分享了利用Beacon®快速分离和表征人单克隆中和抗体的经验，以SARS-CoV-2等为例介绍了靶向不同病毒株的科学挑战以及广谱抗体（如阿斯利康的Evusheld）在处理病毒变异中的作用，以及他们在大流行病防护平台(Pandemic Prevention Platform, P3）建设方面取得的成就，以开发针对当前和未来病毒威胁的高效单克隆抗体。

阻止下一场大流行病

须从现在开始

Robert Carnahan博士表示，针对不断出现和快速进化的各种病原体，一方面是疫情当下能够超快速响应，另一方面阻止下一场大流行病须在它爆发之前做好准备。因此，快速开发单克隆抗体的平台是必不可少的。

范德堡疫苗中心（VVC）从2017年开始由美国国防部高级研究计划局(DARPA)支持建设大流行病防护平台（P3），开发从康复患者的PBMCs中筛选具有中和作用的单克隆抗体的技术路线，包括流式细胞单细胞分选路线，单细胞测序路线。到2019年分离了针对流感、埃博拉等多种病毒的中和抗体，经过持续的技术革新改进，将从人PBMCs分离抗体到小鼠及猴子体内功能验证的整个过程从6到18个月缩短至78-90天。

SARS-CoV-2疫情发生后，快速引入了Beacon®单细胞光导平台，仅用56天即完成了从单B细胞筛选抗体先导分子到大小动物体内效果验证。

图1. VVC 人单B细胞抗体发现的三大技术路线

Beacon®单B细胞抗体筛选

相比其它单B细胞筛选路线，在Beacon®的Optoselect®芯片上不仅可以检测结合特异性和结合表位，还可以直接开展功能分析，通过多轮分析筛选出能够结合SARS-CoV-2 刺突蛋白并阻断其与人类ACE2受体相互作用的先导抗体分子。VVC选择其中两个分子（COV2-2130和COV2-2196）授权给阿斯利康进行开发，优化改造为AZD7442长效抗体组合药物（即Evusheld）。

图2. 在Beacon®上筛选具有hACE2中和作用的单抗

图像结果展示了筛选到的两个具有代表性功能的抗体：上排图像对应的抗体具有RBD结合活性但不具有hACE2阻断活性；下排图像对应的抗体同时具有RBD结合活性和hACE2阻断活性。

病毒的不断变异，为治疗性抗体和疫苗的开发带来了挑战。抗病毒目标药物期望的单抗特征，应具备中和能力，另外延长半衰期对预防至关重要，针对RNA病毒可采用抗体组合药物发挥协同效应。利用Beacon®单细胞光导系统，可以筛选针对不同毒株的广谱中和抗体。

图3. 在Beacon®上筛选具有广谱中和作用的单抗

VVC目前已经利用Beacon®平台进行多项病毒中和抗体的开发，包括influenza，Pox，Marburg等。样品采集后仅数天时间内就可以从记忆B细胞分离获得大量具有中和能力的人单克隆抗体，并有助于研究病毒结合域的关键位点，这将为疫苗的设计与治疗性抗体研发提供帮助。