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询价Delta-Omicron多价嵌合疫苗来啦！
2019年末新冠疫情爆发，开启了一场人类与新冠病毒的持久战，至今仍未停止。联合国秘书长古特雷斯曾指出， “在这场全球性的突发公共卫生事件中，中国人民为全人类作出了贡献。” 疫苗研发对打赢新冠病毒持久战的关键性不言而喻。
近日新冠疫情形势又有愈演愈烈之势，尤其是Delta和Omicron变异株再次掀起了全球疫情浪潮，使用增强原型，变异特异性疫苗，还是使用覆盖范围更广的流行和新出现的变异的多价疫苗，成为了科研工作者们讨论的热门话题。
2022年4月，高福院士团队在《Cell》杂志上发表了题为《Protective prototype-Beta and Delta-Omicron chimeric RBD-dimer vaccines against SARS-CoV-2》的文章，在这篇文章中高福院士就以实验数据为基础提出了自己的观点。
作者基于之前的同型二聚体策略，新开发了一种嵌合RBD-dimer疫苗的方法，该方法比同型RBD-dimer疫苗诱导了更广泛的免疫应答。作者首先设计了prototype-beta嵌合的RBD-dimer疫苗。利用Biacore 8K ，将多种RBD-dimer 和 RBD-monomer 使用氨基偶联的方式固定在CM5芯片上，然后将hACE2和5种不同抗体(CB6\CV07-270\C110\S309\CR3022)稀释成不同的浓度梯度进样。结果显示，所有这些免疫原均与hACE2具有相似的亲和力（KD范围为1.13 ~ 2.66 nM）；与prototype RBD相比，Beta RBD-momomer和-dimer与单克隆抗体CB6（无结合）、CV07-270 （降低大于100倍）和C110 （降低大于100倍）的结合亲和力均显著降低，这显示出了抗原的变化。相比之下，prototype和prototype- beta RBD-dimer都保留了与测试单抗的结合活性（图1）。这是因为在prototype-beta嵌合设计中，prototype结构域可以很好地与这些单抗结合，包括CB6。随后通过动物实验进一步评价了Prototype-Beta嵌合疫苗，其对小鼠和恒河猴都有显著的保护作用。这证明了嵌合疫苗在应对SARS-CoV-2变异方面有其独特的优势和极强的推广性。
图1. Biacore检测Prototype RBD, Beta RBD, Prototype RBD-dimer, Beta RBD-dime, Prototype-Beta chimeric RBD-dimer与hACE2和5种单克隆抗体的结合
为了适应目前流行的病毒突变体，作者据此又设计了Delta-Omicron嵌合疫苗，同样利用Biacore检测了Delta RBD, Omicron RBD, Omicron-Delta chimeric RBD-dimer与hACE2和5种单克隆抗体的结合，结果显示，Delta-Omicron嵌合RBD-dimer与hACE2的亲和力(8.44 nM)与原型(6.53 nM)、Delta (5.09 nM)和Omicron RBD (6.59 nM)的亲和力相似。对于与单克隆抗体的结合结果显示，Delta RBD不与单抗C110结合，与CV07-270的结合亲和力降低。Omicron RBD不与单克隆抗体CB6结合，与单抗CV07-270和C110的结合亲和力降低。相反，Delta-Omicron嵌合RBD-dimer与所有测试的代表性单克隆抗体结合，但Delta和Omicron RBD的组合与单抗CV07-270和C110的亲和力降低（图2，文章中所有Biacore数据如表1所示）。随后的动物实验也同样证明了Delta-Omicron嵌合疫苗可以很好地保护小鼠免受Delta或Omicron攻击。
图2. Biacore检测Delta RBD, Omicron RBD, Omicron-Delta chimeric RBD-dimer与hACE2和5种单克隆抗体的结合
表1. Biacore检测Prototype RBD, Beta RBD, Prototype RBD-dimer, Beta RBD-dime, Prototype-Beta chimeric RBD-dimer; Delta RBD, Omicron RBD-dimer, Omicron-Delta chimeric RBD-dimer与hACE2和5种单克隆抗体的结合亲和力
图3. 文章整体研究思路
2021年初时，高福院士团队基于同型二聚体的策略与智飞生物联合研发的了抗新冠病毒的亚单位疫苗ZF2001就获得批准，成为继国药中生（灭活）、北京科兴（灭活）和康希诺（腺病毒载体）之后第4款获批的新冠疫苗，也是全球首个新冠重组亚单位蛋白疫苗。并在《Cell》杂志上发表了题为《A Universal Design of Betacoronavirus Vaccines against COVID-19, MERS, and SARS》的文章，详细阐述了开发二聚体RBD作为抗原设计的新型β -冠状病毒疫苗，这大大增强了动物模型的免疫原性。
文章中，作者利用Biacore 实验，将SARS-CoV-2的 RBD-sc-dimer（串联的单链RBD二聚体）和RBD Monomer蛋白利用氨基偶联固定在CM5芯片上，使用多循环动力学的方式检测其与ACE2受体的亲和力，发现二者的亲和力是相似的（图4）。这表明二聚化的RBD完全暴露了双受体结合结构域，也就是中和抗体的主要结合位点，结合结构解析也证实了这一点，说明这种二聚化的RBD成功保留了疫苗的效力。
图4. Biacore 检测hCD26与MERS-CoV RBD-sc-dimer和RBD momomer结合
接着研究人员同样利用Biacore的实验，检测了MERS和SARS的二聚体抗原与对应受体的结合，结果表明MERS和SARS的二聚体抗原与相应受体的亲和力均与单体也是相似的（图5），并且免疫小鼠产生的中和抗体滴度提高了10-100倍。这表明此种疫苗设计的策略在针对MERS和SARS的疫苗开发中同样适用，为进一步的临床开发提供支持。同时可以将这种免疫原设计的原则普遍的应用于其他β冠状病毒疫苗，以应对未来出现的一些威胁。
图5. Biacore检测hCD26与MERS-CoV RBD-sc-dimer/RBD-monomer/SARS-sc-dimer/SARS-monomer的结合
Biacore作为分子互作检测的“金标准”，不忘初心与科研人员一道，无论是在疫苗设计与开发（筛选能用于疫苗的抗原位点、疫苗结构的优化），疫苗与抗体特异性检测，还是疫苗免疫反应检测等工作中都有Biacore忙碌的身影，在新冠这场战役中发挥着举足轻重的作用，不仅是新冠疫苗的研发，在新冠病毒入侵机制到抗体药物的设计与开发，从纯品蛋白到血清粗样品，从动力学/亲和力表征到表位分析，Biacore都以广泛的应用方向，值得信赖的数据，陪伴科研人员奋战在与新冠疫情艰苦斗争的一线，让我们可以早日摆脱这场旷日持久的疫情！