微生物所严景华团队关于新冠RBD疫苗和S蛋白疫苗的实验室对比研究

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其中大部分观点在中关村论坛上已经有过表述,而NTD抗体的作用机理是新提出的观点。

文章用实验室方法从免疫产生的抗体库角度比较了新冠RBD抗原疫苗和S抗原疫苗免疫效果的区别,分析了造成这种区别的机制,并对下一代疫苗的设计给出建议。


1. 用mRNA平台构建RBD疫苗和S疫苗。RBD疫苗使用RBD二聚体抗原设计,S疫苗使用S-6P(HexaPro)抗原设计。15ug剂量2针次间隔4周,完全接种后4周两个疫苗诱导出可比的IgG免疫球蛋白(约10^6),而S疫苗诱导出的中和抗体滴度显著高于RBD疫苗。这两种疫苗对当下的32个变异点位的中和活性,只有G476S和S477N突变会导致1.2~1.8倍下降。


2. 对RBD疫苗组和S疫苗组诱导的抗体库进行分类测量,RBD组抗体基因座最显性种系中VH9-3:KV5-45频率高达14.6%,而S组抗体基因座最显性种系中VH6-9-1:KV13-84频率低于5%,意味着RBD疫苗调动的抗体基因座非常集中,而S疫苗调动的抗体基因座比较分散

 
3. 对两种疫苗诱发的抗体分别取排名前100的高频抗体进行分析。


(1)中和活性观察:RBD疫苗63个的抗体具有中和活性(63%),42个抗体具有强中和活性;S疫苗有53个抗体可结合S蛋白,其中23个、8个、13个、9个分别靶向S蛋白的RBD、NTD、S2和其他域,23个靶向RBD的抗体中19个产生了中和活性,8个靶向NTD的抗体中5个产生了中和活性,靶向S2和其他域的抗体均未产生中和活性,即S疫苗共有靶向RBD和NTD的24个抗体产生了中和活性(24%)。5个NTD靶向的中和抗体(S2、S3、S8、S71、S76)从不同的生殖系进化而来,19个RBD靶向的中和抗体中有11个来自VH1-5、VH1-22和VH1-26生殖系。此外,NTD靶向单抗S8和RBD靶向单抗S45、S80对中和具有协同增强效应,这解释了为何S疫苗诱导的高频抗体中中和抗体占比虽低,但依然有较强的中和活性。


(2)阻断结合观察:RBD疫苗和S疫苗分别有35个和13个强效中和抗体可以完全阻断hACE2和RBD结合,而RBD疫苗和S疫苗中具有最强中和活性的VH9-3生殖系抗体几乎没有阻断hACE2和RBD结合的能力。而RBD疫苗诱导V基因种系抗体几率要显著低于S疫苗,表明RBD疫苗有更好的抗体亲和力成熟。VH9-3生殖系抗体在竞争性试验中显示,其与P2B-2F6(2类)和S309(3类)产生竞争,所以其表位可能位于P2B-2F6(2类)和S309(3类)之间部分重合,但不与hACE2重合。
4. 某些NTD靶向单抗和RBD靶向单抗协同增强发挥强大的中和活性,但是,与识别多个非重叠表位的RBD导向抗体相反,有效的NTD导向中和抗体似乎以单个超级位点为靶点,意味着这些NTD表位突变会导致NTD靶向的抗体中和活性损失


注:

(1)S-6P结构设计

S-6P在原S-2P的基础上增加F817P、A892P、 A899P、A942P 四个脯氨酸突变位点,来增加蛋白产量和prefusion稳定性,结构如下图。(参考原文连接


S-6P抗原疫苗免疫效果(参考原文连接


(2)已知新冠疫苗的抗原设计

$康泰生物(SZ300601)$ $智飞生物(SZ300122)$

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2021-11-21 07:39

那其实只表达RBD和NTD可能更好