[发明专利]可结合SARS-CoV-2的纳米抗体及其应用

说明书

本发明涉及一种可结合SARS‑CoV‑2的多肽，包括3个互补决定区CDR1‑3，CDR1序列为或包括SEQ I D NO:1‑9所示序列之一，CDR2序列为或包括SEQ I D NO:10‑20所示序列之一，CDR3序列为或包括SEQ I D NO:21‑38所示序列之一。本发明针对SARS‑CoV‑2进行纳米抗体药物开发，通过免疫羊驼、利用噬菌体库展示纳米单抗的平台技术等，筛选到特异性结合病毒的S蛋白上受体结构域的纳米抗体，鉴定了其CDR序列，构建了人源化的抗体C9NB；利用病毒中和实验评估C9NB在治疗该病毒感染的疗效；同时，利用AAV载体装载了编码C9NB的表达序列。本发明为SARS‑CoV‑2的临床预防、治疗和检测提供了潜在的纳米抗体新药。

技术领域

本发明涉及生物医药领域。更特别地，涉及一种可结合SARS-CoV-2的多肽，以及上述多肽在治疗、预防和检测SARS-CoV-2中的应用。

背景技术

2019年12月，一种新型冠状病毒(SARS-CoV-2)出现，导致人类爆发严重甚至致命的肺炎。该病毒进入细胞依赖于病毒刺突蛋白(S蛋白)的受体结构域(RBD)与靶细胞受体血管紧张素转换酶2(ACE2)之间的结合，这表明，破坏RBD-ACE2相互作用将阻止SARS-CoV-2进入细胞。因此，以RBD为靶点，筛选与RBD有结合活性的抗体从而抑制RBD和ACE2的结合将是对抗SARS-CoV-2行之有效的方法。

1993年，一种来源于骆驼科的新型天然抗体被发现。该抗体天然缺失轻链而只由重链组成，其重链包含两个恒定区(CH2和CH3)、一个铰链区和一个重链可变区(Variableheavy chain domain，VHH，即抗原结合位点)，该重链可变区的相对分子质量约为13KDa，仅为常规抗体的1/10，且分子高度和直径均在纳米级别，是目前可获得的最小的功能性抗体片段，因此又被称为纳米单抗(Nanobody，Nb)。因纳米单抗稳定性高(90℃条件下仍不会降解)、亲和力高、与人源抗体同源性超过80％、毒性和免疫原性均较低等特点，最近纳米单抗被广泛用于免疫诊断试剂盒研发、影像学研发以及针对肿瘤、炎症、传染病和神经系统疾病等领域的抗体药物研发。

有研究报道，SARS-CoV-2的RBD-ACE2结合机制与SARS-CoV的几乎相同，且利用RBD蛋白免疫动物可以产生强有效的针对SARS-CoV的多克隆抗体，从而抑制病毒侵入。根据这些研究推断，抗RBD抗体也可以有效地阻止SARS-CoV-2的进入。因此我们期望通过新的技术手段，获得可检测SARS-CoV-2的特异性检测抗体，以及高效稳定的、低IC50的SARS-CoV-2特异性中和抗体。

发明内容

本发明通过用抗原免疫羊驼，获取羊驼源纳米单抗及其VHH，用于治疗SARS-CoV-2感染的病人。基于这些研究，本发明提供了一种可结合SARS-CoV-2的多肽，包括3个互补决定区CDR1-3，CDR1序列为或包括SEQ ID NO:1-9所示序列之一，CDR2序列为或包括SEQ IDNO:10-20所示序列之一，CDR3序列为或包括SEQ ID NO:21-38所示序列之一。

在一个具体实施方案中，所述多肽还包括4个框架区FR1-4，所述FR1-4与所述CDR1-3交错排列。例如，可将FR1-4序列设计为如SEQ ID NO:39-42所示，但本发明的范围不限于此。抗体的特异性识别和结合能力主要由CDR区序列决定，FR序列影响不大，可根据物种来设计，这是本领域公知的。例如，可设计人源、鼠源或骆驼源的FR区序列来连接上述CDR，从而一个可结合SARS-CoV-2的多肽或结构域。例如，人源的FR1-4的序列可设计为43-46。

在一个优选实施方案中，所述多肽为单克隆抗体。

在一个优选实施方案中，所述多肽为VHH。

在一个优选实施方案中，所述多肽为骆驼源的VHH或人源化的VHH。

在一个具体实施方案中，所述多肽的CDR序列如下：