北京大學與佑安醫院等單位用高通量單細胞測序找到新冠肺炎多種全人源抗體

2020-02-26   科學加

日前,在北京市科委協調支持下,北京大學生物醫學前沿創新中心(BIOPIC)發揮所長,用最新的技術努力尋找治療手段、改進診斷方法,並聯合首都醫科大學附屬北京佑安醫院、北京義翹神州科技有限公司等單位,用高通量單細胞測序找到了新冠肺炎多種全人源抗體,有望為大規模疫情防控提供解決方案。

新冠肺炎(COVID-19)亟需特效治療藥物。日前利用康復期病人血漿治療雖初見成效,但大規模使用受限。而康復期病人血漿中實際起治療作用的是病毒特異性中和抗體。製備高純度的全人源中和抗體可以提供更安全、高效和大規模適用的治療方法,為抗體治療、短期預防和即時檢測提供新途徑。然而製備特異性最強、安全性最高的臨床用中和抗體需要在大量候選抗體中篩選,耗時較長。

為大幅加快臨床中和抗體的篩選速度,北京大學生物醫學前沿創新中心(BIOPIC)謝曉亮團隊提出了對康復期病人血液中的B細胞進行高通量單細胞測序的方法,構建了整體實驗方案,並與多家單位聯合攻關。佑安醫院從2月9日起收集了12位康復期病人的血液樣本,進行B細胞單細胞分選。隨後北京大學團隊進行了單細胞RNA建庫與測序分析,共在14.3萬個B細胞中檢測出1.5萬個IgG抗體序列,並從其中挑選出138個富集度最高的IgG抗體。這些抗體已由北京義翹神州科技有限公司進行體外抗體表達生產。

目前,利用重組病毒蛋白進行的酶聯免疫吸附 (ELISA)測試已篩選出與病毒表面S蛋白和RBD蛋白具有nM級別特異性結合的抗體。體外細胞活病毒結合與中和實驗正在進行當中。目前合作團隊正致力於將篩選出的抗體用於新冠肺炎的中和抗體治療,經後續動物實驗與臨床驗證後有望成為更為安全且針對性強的治療方案。

同時,臨床驗證後的中和抗體也可用於短期預防,有望為醫護人員和病人家屬提供短期免疫保護(約3周)。不僅如此,特異性結合最強的抗體也正用於研發快速、精準的病毒抗原檢測試劑盒。

新冠肺炎康復者體內存在大量由B細胞VDJ基因重排生成的抗體,想要提取抗體的具體蛋白序列,必須藉助單細胞克隆或者單細胞測序。常規B細胞單細胞克隆技術耗時較長,而直接對B細胞進行單細胞VDJ測序僅需兩天,從而使臨床用中和抗體的研發大大加快。康復者的免疫系統已從中挑選出與病毒特異性結合最好的中和抗體並相應的B細胞進行克隆富集;克隆型富集程度越高,其抗體用於臨床的可能性越大。而單細胞VDJ測序的獨特優勢就在於可以快速提供克隆型富集程度及相應的抗體編碼序列。

知多一點:

  • 北京大學生物醫學前沿創新中心(BIOPIC)是一個以技術驅動為核心的多學科交叉的生命科學研究中心,其中北京未來基因診斷高精尖創新中心(Beijing Advanced Innovation Center for Genomics,簡稱ICG)於2016年在北京市支持下成立,專注於基因技術研發及其醫學應用。
  • 首都醫科大學附屬北京佑安醫院是一家以感染、傳染及急、慢性相關性疾病群體為主要服務對象和重點學科,集預防、醫療、保健、康復為一體的大型綜合性醫學中心;並搭建起國際化高新醫藥科技臨床與轉化醫學高端平台,也是此次新冠肺炎治療的北京市的定點醫院之一。
  • 北京義翹神州科技有限公司重點從事重組蛋白、抗體、ELISA試劑盒的研發與生產。

(來源:「全國科技創新中心」公眾號,資料來源:北京市科委)