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北京大学BIOPIC/ICG与首都医科大学附属北京佑安医院等单位用高通量单细胞测序找到新冠肺炎多种全人源抗体

时间:2020/02/26   放大字体 放小字体 打印

  在全国人民关注的抗新冠病毒疫情过程中,北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)/北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG)也积极投入抗疫工作,发挥自己的特长、用最新的技术努力寻找治疗手段、改进诊断方法,在北京市科委的协调下联合首都医科大学附属北京佑安医院、北京义翘神州科技有限公司等单位为抗击新冠病毒贡献力量。

  新型冠状病毒肺炎(COVID-19)亟需特效治疗药物。日前利用康复期病人血浆治疗虽初见成效,但大规模使用受限。而康复期病人血浆中实际起治疗作用的是病毒特异性中和抗体。制备高纯度的全人源中和抗体可以提供更安全、高效和大规模适用的治疗方法,为抗体治疗、短期预防和即时检测提供新途径。然而制备特异性最强、安全性最高的临床用中和抗体需要在大量候选抗体中筛选,耗时较长。

  为大幅加快临床中和抗体的筛选速度,北京大学谢晓亮团队提出了对康复期病人血液中的B细胞进行高通量单细胞测序的方法,构建了整体实验方案并与多家单位联合攻关。佑安医院从2月9日起收集了12位康复期病人的血液样本,进行B细胞单细胞分选。随后北京大学团队进行了单细胞RNA建库与测序分析,共在14.3万个B细胞中检测出1.5万个IgG抗体序列,并从其中挑选出138个富集度最高的IgG抗体。这些抗体已由北京义翘神州科技有限公司进行体外抗体表达生产。目前利用重组病毒蛋白进行的酶联免疫吸附 (ELISA)测试已筛选出与病毒表面S蛋白和RBD蛋白具有~1nM级别特异性结合的抗体。体外细胞活病毒结合与中和实验正在进行当中。目前合作团队正致力于将筛选出的抗体用于新冠肺炎的中和抗体治疗,经后续动物实验与临床验证后有望成为更为安全且针对性强的治疗方案。 同时临床验证后的中和抗体也可用于短期预防,有望为医护人员和病人家属提供短期免疫保护 (约3周)。不仅如此,特异性结合最强的抗体也正用于研发快速、精准的病毒抗原检测试剂盒,有望为大规模疫情防控提供解决方案。

  新冠病毒康复者体内存在大量由B细胞VDJ基因重排生成的抗体,想要提取抗体的具体蛋白序列,必须借助单细胞克隆或者单细胞测序。常规B细胞单细胞克隆技术耗时较长,而直接对B细胞进行单细胞VDJ测序仅需两天,从而使临床用中和抗体的研发大大加快。康复者的免疫系统已从中挑选出与病毒特异性结合最好的中和抗体并对相应的B细胞进行克隆富集;克隆型富集程度越高,其抗体用于临床的可能性越大。而单细胞VDJ测序的独特优势就在于可以快速提供克隆型富集程度及相应的抗体编码序列。

  本项目合作单位简介:

  1.北京大学生物医学前沿创新中心(BIOPIC)是一个以技术驱动为核心的多学科交叉的生命科学研究中心。2016年,在北京市教委的大力支持下,北京大学在BIOPIC成立了北京未来基因诊断高精尖创新中心(ICG),专注于基因技术研发及其医学应用。。

  2. 首都医科大学附属北京佑安医院是一家以感染、传染及急、慢性相关性疾病群体为主要服务对象和重点学科,集预防、医疗、保健、康复为一体的大型综合性医学中心;并搭建起国际化高新医药科技临床与转化医学高端平台,也是此次新冠肺炎治疗的北京市的定点医院之一。

  3.北京义翘神州科技有限公司重点从事重组蛋白、抗体、ELISA试剂盒的研发与生产。