在SARS-CoV-2感染人體的過程中,SARS-CoV-2的刺突蛋白(S)起著重要作用。該蛋白主要包括S1和S2兩個亞型,S1的C端受體結合域(RBD,receptor-binding domain)負責結合人體內的血管緊張素轉化酶2(ACE2,angiotensin-converting enzyme 2)S2亞基在病毒和細胞膜的融合中起著重要的作用。北京大學腫瘤醫院楊志、朱華團隊2020年4月以ACE2為靶點,開發出HZ20系列探針,無創監測人體ACE2分布(Advanced Science. 2021)。首次觀察到年輕女性卵巢黃體中有明顯的ACE2攝取等發現。利用醫用核素研制優勢,選用無感染風險、有生物學活性的RBD,開發RBD核素探針,模擬病毒感染人類過程,在肺部直觀可視,滯留遠高于對照(中國藥理學報. 2021)。
面對疫情的持續,亟需開發安全、有效的新機制藥物以滿足巨大的臨床需求。中和抗體是預防和治療新冠病毒感染的有效手段,上海洛啟生物萬亞坤團隊通過免疫羊駝制備出靶向RBD的中和抗體,其真病毒抑制能力達到ND50可高達0.55 微克/毫升(MedComm, 2021)。利用中和抗體有望實現病毒RBD對體細胞ACE2的有效阻斷。
PET分子影像及探針:
評估SARS-CoV-2中和抗體的性質有助于觀察治療效果,評估患者對預防和治療策略的反應,有利于開發更可靠的疫苗和特效藥物。然而,關于中和抗體代謝和RBD的傳統評估方法昂貴且費力耗時,難以在體內有效評估中和抗體。
基于已有研究,借助北大分子影像獨特優勢。北京大學腫瘤醫院楊志、朱華團隊與醫學技術韓鴻賓院長團隊,合作開發出靶向新型中和納米抗體探針(國家發明專,放射性核素標記的靶向新冠病毒的中和抗體及其制備方法與應用。No. 202210600317.3),以期實時監測生物體內病毒感染部位情況,為納米抗體的評價和病毒在體殘留提供精準治療。
本研究基于中和納米抗體Nb11-59可與SARS-CoV-2 RBD部位結合,通過占位阻斷SARS-CoV-2 RBD與人體ACE2的結合過程,起到中和病毒的作用,阻止病毒在生物體內的感染。另一方面,相對于完整抗體,納米抗體具有體積小,高特異性且性質穩定的優點,在生產和臨床應用上更具有發展潛力。基于中和抗體構建的靶向SARS-CoV-2 RBD的探針,是實時在體檢測病毒感染部位的有效手段之一,并且可評價其他治療藥物的療效。
通過
1)一種無創性和高靈敏度的可視化成像方法;
2)提供整個生物體動態狀況的實時信息;
3) 有望監測甚至預測生物體對治療或疫苗的響應。
PET技術將成為評估新型SARS-CoV-2中和納米體并檢測其體內靶向RBD的能力的有力工具。
該研究發表于中國科協和美國科學促進會共同創辦的定位為國際一流、高影響力、綜合性大型OA科技期刊Research雜志。本文第一作者為北京大學腫瘤醫院核醫學科劉松同學、上海洛啟生物李光輝博士及麻醉科丁蕾醫師。通訊作者分別為醫學技術院韓鴻賓教授、上海洛啟生物萬亞坤教授以及腫瘤醫院楊志、朱華研究員。
Research雜志副主編為本文刊發題為《Fighting the SARS-CoV-2 pandemic: focusing a new lens on COVID-19》的社論,提出本研究“有望用于確定生物體感染后的RBD殘留、評估其他中和納米抗體的治療效果、指導感染期間的精準治療”。