Research press release


Nature Communications

Immunology: Neutralizing antibody against SARS-CoV-2 identified

実験室環境でSARS-CoV-2ウイルスを中和できるモノクローナル抗体について報告する論文が、Nature Communications 発表される。ただし、今回の知見の臨床応用が可能かどうかは、今後の研究で明らかにしていく必要がある。

コロナウイルスを中和する抗体は、ウイルスの宿主細胞への侵入を媒介するウイルス表面上の三量体スパイクタンパク質(Sタンパク質)を標的とする傾向がある。Sタンパク質は、2つのサブユニット(S1とS2)からなり、S1が細胞への付着に関与し、S2がウイルス膜と細胞膜の融合に関与している。SARS-CoV-2(Wuhan-Hu-1株)とSARS-CoV(ウルバニ株)のSタンパク質のアミノ酸配列は、77.5%が同一で、構造的に非常によく似ている。これらのウイルスは、スパイクタンパク質のS1Bドメイン(S1の4つのコアドメインのうちの1つ)を介してヒト細胞表面のタンパク質ACE 2に結合することが知られている。

今回、Berend-Jan Boschたちの研究チームは、SARS-CoV-2を中和する可能性のある抗体を特定するため、異なるコロナウイルスのSタンパク質に対する抗体を産生するヒト化マウス由来の細胞株(51種)を作製した。そして、ヒトとラットに由来するキメラ抗体のアッセイを行い、SARS-CoV-2を中和できる抗体があるかどうか調べた。その結果、1種類の抗体(47D11)がSARS-CoVとSARS-CoV-2の両方に中和活性を示すことが分かった。このキメラ抗体が再構築され、完全ヒト型抗体が作製された。

さらに、Boschたちは、培養細胞で、47D11がSARS-CoVとSARS-CoV-2のS1B受容体結合ドメインを標的とすることを実証した。しかし、47D11の結合はS1BのACE 2への結合を阻害しないことが観察されたため、47D11のSARS-CoV-2とSARS-CoVの中和は、受容体結合阻害とは異なる機構であることが示唆された。この機構を正確に解明するには今後の研究が必要である。Boschたちは、47D11が単独で、あるいは受容体結合サブドメインを標的とする他の中和抗体を併用することで、将来的な治療戦略の開発に役立つ可能性があるという見解を示している。

A monoclonal antibody capable of neutralizing the SARS-CoV-2 virus in the laboratory is reported in a paper published in Nature Communications. Further studies are needed to explore whether these findings could potentially be translated to the clinic.

Antibodies that neutralize coronaviruses tend to target the trimeric spike (S) protein on the surface of the virus, which mediates entry into host cells. The S protein consists of two subunits: S1 and S2, which are involved in attachment to the cell and fusion of the viral and cell membranes, respectively. The S proteins of SARS-CoV-2 (Wuhan-Hu-1 strain) and SARS-CoV (Urbani strain) have amino acid sequences that are 77.5% identical and are structurally very similar. These viruses are known to bind to the protein ACE2 on the surface of human cells through the S1B domain (one of the 4 core domains of S1) of their spike proteins.

In order to identify antibodies that could potentially neutralize SARS-CoV-2, Berend-Jan Bosch and colleagues created 51 cell lines from humanized mice that produced antibodies to the S protein of different coronaviruses. They then performed an assay of the chimeric antibodies (derived from humans and rats) collected to determine if any were capable of neutralizing SARS-CoV-2. The authors found that one antibody (47D11) showed neutralizing activity for both SARS-CoV and SARS-CoV-2. This chimeric antibody was then reformatted to produce a fully human version of the antibody.

In addition, the authors demonstrated in cell culture that 47D11 targets the S1B receptor binding domain of both SARS-CoV and SARS-CoV-2. However, they observed that the binding of 47D11 did not interfere with S1B attachment to ACE2. This suggests that 47D11 neutralizes SARS-CoV-2 and SARS-CoV through a different mechanism to receptor-binding interference. Further work to determine the precise mechanism is needed. The authors suggest that 47D11, either alone or in combination with other neutralizing antibodies that target the receptor binding subdomain, could potentially aid the development of therapeutic strategies in the future.

doi: 10.1038/s41467-020-16256-y

「Nature 関連誌注目のハイライト」は、ネイチャー広報部門が報道関係者向けに作成したリリースを翻訳したものです。より正確かつ詳細な情報が必要な場合には、必ず原著論文をご覧ください。

メールマガジンリストの「Nature 関連誌今週のハイライト」にチェックをいれていただきますと、毎週最新のNature 関連誌のハイライトを皆様にお届けいたします。