针对SARS-CoV-2的中和抗体 (NAb) 是COVID-19 患者的治疗剂，可有效减少轻度或中度 COVID-19 患者的死亡和住院。但是随着SARS-CoV-2变异株的不断出现，逐渐对已被授权紧急使用的治疗性中和抗体产生了抗性。目前，迫切需要开发新型的第二代中和抗体。
2021年6月9日，一篇题为“Second-Generation Antibodies Neutralize EmergingSARS-CoV-2 Variants of Concern”的文章在bioRxiv平台上发布。该研究筛选出两个靶向SARS-CoV-2棘突蛋白RBD区非重叠表位的抗体AX290 和 AX677。实验结果证明：
1. AX290 和 AX677对2020 年春季在欧洲流行的病毒株以及 英国变异株B.1.1.7 和 南非变异株B.1.351 的变种表现出出色的中和作用。，
2. 两种抗体的结合可有效防止SARS-CoV-2 病毒的逃逸突变的出现
3. 研究者最后对AX290 和 AX677进行了人源化改造，以期在临床上得以应用。
抗体AX290 和 AX677的筛选
为了分离对活的 SARS-CoV-2 病毒具有高中和效力的完全成熟的抗体，研究者用重组 Spike 蛋白或其 RBD 对小鼠进行了免疫接种。通过对65个RBD 和 Spike 阳性杂交瘤克隆上清液进行层层筛选，研究者发现mAbs AX96、AX290 和 AX352 对 HEK293T/17-hACE2 细胞结合和内化 S 蛋白的抑制作用最强，IC50 值分别为 7.3 ng/ml、11.8 ng/ml 和 15.0 ng /ml。五种抗体在噬菌斑减少中和试验（PRNT）中显示出SARS-CoV-2活病毒的高中和效力。重要的是，AX677在所有受试抗体中显示出第二高的活病毒中和活性（PRNT50=11.1 ng/ml）。
所选抗体与 RBD 结合的相互竞争揭示了三个不重叠的抗体表位（表位I、II、III）。AX290 和 AX677在对应的表位 I 和 II 组所有成员的 RBD 显示中显示出最高的结合亲和力，并对活的真实病毒显示出最高的中和活性。氢-氘交换与质谱 (HDX) 耦合鉴定抗体在 RBD 上的结合位点显示，AX677抗体保护的 RBD 肽包含氨基酸42-48和118-139，它们分别对应于S蛋白的氨基酸358-364和434-455。AX290 抗体保护的 RBD 肽包含氨基酸 151-179，分别对应于 S 蛋白的氨基酸467-495。
抗体AX290 和 AX677特性分析
在斑块减少中和测试中，使用活的SARS-CoV-2 病毒 B.1 及其 VOC B.1.1.7 和 B.1.351 测试选定的抗 RBD 突变的 mAb 的中和活性。AX96 和 AX290 有效地中和了所有三种病毒变体。AX677 是第三好的中和抗体，对野生型和 B.1.351 病毒非常有效，对 B.1.1.7 的活性略有降低。但是，AX68 对 RBD 中具有三重突变的 B.1.351 变体表现出相对较高的活性，但对野生型和 B.1.1.7 的活性分别低5至7倍。
使用活的真实病毒分离株 Slovakia/SK-BMC5/2020（代表 2020 年春季在欧洲流行的毒株）进行逃逸测试，结果显示AX290 和 AX677 的组合可防止真正的SARS-CoV-2活病毒快速突变逃逸。
抗体AX290 和 AX677人源化改造
为了准备用于临床测试的 AX290 和 AX677，研究者将AX290 和 AX677的可变区融合到人 kappa 和 IgG1 恒定区。嵌合 mAb AX290ch 和 AX677ch 表现出与亲本小鼠版本相似的结合和功能特性。在数值上，AX290ch 保持其对所有突变体的皮摩尔亲和力，AX677ch 结合 N501Y 突变，亲和力比野生型 RBD 高1.4倍，达到皮摩尔值。嵌合体有效地中和了 PRNT实验中活的真实 SARS-CoV-2 病毒、Slovakia/SK-BMC5/2020分离株（B.1 谱系）以及关注的变体 B.1.1.7 和 B.1.351。这些测试证实，抗体的嵌合形式完全保留了中和活性。
小结
最近出现的 SARS-CoV-2 变体对某些获准紧急使用的抗体显示出耐药性。本文的研究者采用杂交瘤技术与真实病毒检测相结合的方法，筛选出两种具有非重叠表位的单克隆抗体AX290 和 AX677，两种抗体对病毒 Spike 蛋白的受体结合域表现出亚纳摩尔或纳摩尔的亲和力。
AX290 和 AX677不仅对2020 年春季在欧洲流行的病毒株以及 B.1.1.7 和 B.1.351 的变种表现出出色的中和作用，而且两种抗体的结合可有效防止SARS-CoV-2 病毒的逃逸突变的出现。两个抗体经人源化改造后，中和特性在嵌合的小鼠-人类版本中完全重现，这预示着经人源化改造的AX290ch 和 AX677ch有在 COVID-19 治疗中应用的潜力。