一种特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段

摘要

本发明涉及一种特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段，编码该抗体或其抗原结合片段的核酸分子，包含该核酸分子的载体，包含该载体的宿主细胞，以及该抗体或其抗原结合片段制备治疗或预防冠状病毒所导致的疾病的药物方面的应用，以及在检测产品方面的应用；本发明的特异性结合冠状病毒的抗体及其抗原结合片段，其对于SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV和类SARS冠状病毒等具有广谱的中和能力，未来具有良好的临床应用前景。

权利要求

1.一种抗体，或其抗原结合片段，包含重链可变区和轻链可变区，其特征在于：条件a)：重链可变区包含如SEQ ID NO.1所示的重链可变区的CDR1序列、如SEQ ID NO.2所示的重链可变区的CDR2序列以及如SEQ ID NO.3所示的重链可变区的CDR3序列；

条件b)：轻链可变区包含如SEQ ID NO.4所示的轻链可变区的CDR1序列、如SEQ ID NO.5所示的轻链可变区的CDR2序列以及如SEQ ID NO.6所示的轻链可变区的CDR3序列；

所述抗体或其抗原结合片段同时满足条件a)和b)。

2.如权利要求1所述抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述重链可变区具有第一氨基酸序列或具有与所述第一氨基酸序列有80％以上的序列同源性的序列；

所述轻链可变区具有第二氨基酸序列或具有与所述第二氨基酸序列有80％以上的序列同源性的序列；

所述第一氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示，所述第二氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示。

3.如权利要求2所述抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗体或其抗原结合片段的重链氨基酸序列如SEQ ID NO.11所示，轻链氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示。

4.如权利要求1至3中任意一项所述抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗体或其抗原结合片段为特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段。

5.如权利要求4所述抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗体或其抗原结合片段为冠状病毒的中和抗体或其抗原结合片段。

6.如权利要求5所述抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗体为单克隆抗体。

7.如权利要求6所述的抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗体为全人源单克隆抗体。

8.如权利要求7所述的抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗体为IgG1、IgG2、IgG3或IgG4中的任意一种或几种的组合。

9.如权利要求1所述的抗体，或其抗原结合片段，其特征在于：所述抗原结合片段为Fv、Fab、F(ab’)2、Fab’、dsFv、scFv、sc(Fv)2或单链抗体。

10.一种核酸分子，其特征在于：所述核酸分子编码如权利要求1至9中任意一项所述的抗体，或其抗原结合片段。

11.如权利要求10所述的核酸分子，其特征在于：所述核酸分子中，编码所述重链可变区的核酸序列如SEQ ID NO.9所示。

12.如权利要求10所述的核酸分子，其特征在于：所述核酸分子中，编码所述轻链可变区的核酸序列如SEQ ID NO.10所示。

13.如权利要求10所述的核酸分子，其特征在于：所述核酸分子中，编码重链的核酸序列如SEQ ID NO.13所示，编码轻链的核酸序列如SEQ ID NO.14所示。

14.包含如权利要求10至13中任意一项所述核酸分子的载体。

15.包含如权利要求14所述载体的宿主细胞。

16.如权利要求15所述宿主细胞，其特征在于：所述宿主细胞为293细胞。

17.一种药物组合物，其特征在于：所述药物组合物包含如权利要求1至9中任意一项所述的抗体，或其抗原结合片段。

18.如权利要求1至9中任意一项所述抗体，或其抗原结合片段，或者如权利要求17所述的药物组合物，在制备治疗或预防SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV或类SARS冠状病毒所导致的疾病的药物方面的用途。

19.一种检测产品，其特征在于：所述检测产品包含如权利要求1至9中任意一项所述的特异性结合冠状病毒的抗体，或其抗原结合片段。

20.一种生产如权利要求1至9中任意一项所述的特异性结合冠状病毒的抗体，或其抗原结合片段的方法，其特征在于：培养如权利要求15所述的宿主细胞，以生产所述的抗体，或其抗原结合片段。

说明书

一种特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段

技术领域

[0001] 本发明涉及一种特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段，编码该抗体或其抗原结合片段的核酸分子，包含该核酸分子的载体，包含该载体的宿主细胞，以及该抗体或
其抗原结合片段制备治疗或预防冠状病毒所导致的疾病的药物方面的应用，以及在检测产
品方面的应用，属于生物医药领域。

背景技术

[0002] 新型冠状病毒肺炎(2019‑nCOV)，是由SARS‑COV‑2新型冠状病毒引起的急性呼吸道传染病。该病毒传播能力极强，可经呼吸道、接触等多途径传播，自2019年12月暴发以来
已扩散至全球各地，形成世界范围大流行。截止至2020年7月1日，SARS‑CoV‑2冠状病毒已在
全球范围内累计造成超过1000万例感染，其中超过50万人死亡，给全世界的公共卫生安全
带来严峻挑战。

[0003] SARS‑CoV‑2病毒属于冠状病毒科，与2003年暴发的SARS冠状病毒同属β属冠状病毒，氨基酸同源性高达77.2％。SARS‑CoV‑2病毒的主要包膜蛋白是其刺突蛋白(也称Spike
蛋白，简称S蛋白)，在病毒感染过程中被细胞内的蛋白酶水解成S1和S2两部分。其中S2是跨
膜蛋白，S1具有识别和结合细胞受体血管紧张素转换酶‑2(ACE‑2)的受体结合区(Receptor 
Binding domain，简称RBD)。S1和S2构成的刺突蛋白是SARS‑CoV‑2病毒特异性识别、结合靶
细胞受体，并介导病毒感染的病毒受体，同时也是待开发的中和抗体的识别靶点。

[0004] 目前为止，全世界尚无有效的药物和疫苗来治疗和预防SARS‑CoV‑2病毒感染，临床上对新冠肺炎患者只能采取支持性的对症治疗。研究表明，临床上使用病毒特异性的康
复人血浆，可有效中和病毒，防止病毒在体内各器官扩散，对病人病程的转归也起了重要作
用。但多抗血浆不仅来源有限，同时其临床应用也受到诸如难以质控、供受体血型差异、潜
在的传染性因子等条件的限制。从新冠肺炎康复者体内分离可中和SARS‑CoV‑2病毒的全人
源单克隆抗体，可有效克服上述问题，是目前新冠病毒药物开发的主要方向之一。

[0005] 截止到目前，国内外多个研究团队报道，从新冠肺炎康复者外周血中分离获得可结合SARS‑CoV‑2病毒S蛋白的全人源单克隆抗体，如BD‑368‑2，B38等，目前尚处于实验研发
阶段。这些研究团队所采用的技术方法是利用重组表达的SARS‑CoV‑2病毒的S蛋白或S蛋白
受体结合区(RBD)为钓饵，从康复者外周血中筛选分离出可结合这些蛋白的B细胞(记忆B细
胞)，利用细胞测序或单细胞测序的方法获得单个B细胞所表达抗体的重链和轻链配对基
因，通过体外重组的方式表达出抗体后，再对其中和病毒的能力进行验证。由于该方法在进
行抗体基因测序前，利用标记蛋白(上述被称作钓饵的重组表达的SARS‑CoV‑2病毒的S蛋白
或S蛋白受体结合区)预先对B细胞进行筛选和富集，因此只有特异性结合标记蛋白的抗体
才能被筛选出来。

[0006] 黄竞荷博士(本申请的发明人之一)于2013年首创的人B细胞体外单克隆培养与高通量抗体筛选技术(Huang J et al.Nature Protocols 2013)，从新冠肺炎康复者外周血
中分离全人源单克隆抗体，其流程为：首先利用SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV假病毒中和体系检
测新冠肺炎康复者血清的中和抗体，筛选出对SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV同时具有较高中和活
性的康复者；然后采集康复者的外周血淋巴细胞，利用流式细胞分选出记忆性B淋巴细胞；
将单个B细胞接种到384孔板中，并加入细胞因子和饲养细胞培养，培养的B细胞在体外扩增
分化后分泌抗体到上清中。然后利用体外高通量中和实验检测上清中的抗体对SARS‑CoV‑2
和SARS‑CoV病毒的中和能力，筛选出可同时中和这两种病毒的阳性克隆，利用RT‑PCR的方
法克隆出抗体的重链和轻链可变区，并构建至抗体重链、轻链表达载体后，转染293T细胞表
达纯化出单克隆抗体。

[0007] 其他团队目前所报道的抗体虽然对测试的SARS‑CoV‑2病毒毒株有较好的中和能力，但对于与SARS‑CoV‑2病毒基因序列相近的其他冠状病毒，如SARS‑CoV、类SARS病毒等缺
乏结合和中和能力，说明这些抗体特异性结合于SARS‑CoV‑2病毒的非保守区域。由于SARS‑
CoV‑2病毒是RNA病毒，在传播流行过程中病毒的基因组序列容易产生突变。当这些抗体所
识别的非保守区域位点发生突变，产生新的流行毒株时，会导致抗体失去对突变病毒的保
护效果。

[0008] 因此，本领域技术人员仍然希望能够开发出广谱的、对于SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV和类SARS冠状病毒等均具有结合能力以及中和能力的抗体。

发明内容

[0009] 为解决上述技术问题，本发明一方面提供了一种抗体，或其抗原结合片段，包含重链可变区和轻链可变区，其中，

[0010] 条件a)：重链可变区具有第一氨基酸序列或与所述第一氨基酸序列有80％以上的序列同源性的序列；其中，所述第一氨基酸序列包含如SEQ ID NO.1所示的重链可变区的
CDR1序列、如SEQ ID NO.2所示的重链可变区的CDR2序列以及如SEQ ID NO.3所示的重链可
变区的CDR3序列；

[0011] 条件b)：轻链可变区具有第二氨基酸序列或与所述第二氨基酸序列有80％以上的序列同源性的序列；其中，所述第二氨基酸序列包含如SEQ ID NO.4所示的轻链可变区的
CDR1序列、如SEQ ID NO.5所示的轻链可变区的CDR2序列以及如SEQ ID NO.6所示的轻链可
变区的CDR3序列；

[0012] 所述抗体或其抗原结合片段的重链可变区满足条件a)；或者，

[0013] 所述抗体或其抗原结合片段的轻链可变区满足条件b)；或者，

[0014] 所述抗体或其抗原结合片段同时满足条件a)和b)。

[0015] 关于“序列同源性”的百分比，是通过确定两个序列中存在的氨基酸残基的数目来产生匹配位置的数目，将匹配位置的数目除以比较窗口中位置总数，将结构乘以100从而产
生序列的同一性百分比。

[0016] 在本发明的一个具体实施方案中，上述重链可变区可以在第一氨基酸序列的基础之上进行氨基酸的增减或替代，例如相似氨基酸的替代或少量氨基酸的增减，特别是在保
守序列部分的氨基酸增减或替代，获得的变体与第一氨基酸序列具有较高的同源性(80％
以上的同源性)，且保留原有的抗体功能，即与冠状病毒特异性结合的功能和性质，这些变
体也落入本发明的保护范围之内；同样的，上述轻链可变区可以在第二氨基酸序列的基础
之上进行氨基酸的增减或替代，例如相似氨基酸的替代或少量氨基酸的增减，特别是在保
守序列部分的氨基酸增减或替代，获得的变体与第二氨基酸序列具有较高的同源性(80％
以上的同源性)，且保留原有的抗体功能，即与冠状病毒特异性结合的功能和性质，这些变
体也都落入本发明的保护范围之内。

[0017] 在本发明的一个优选实施方案中，所述第一氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示。

[0018] 在本发明的另一个优选实施方案中，所述第二氨基酸序列如SEQ ID NO.8所示。

[0019] 在本发明的再一个优选实施方案中，所述抗体或其抗原结合片段同时满足条件a)和b)；并且，所述第一氨基酸序列如SEQ ID NO.7所示，所述第二氨基酸序列如SEQ ID NO.8
所示。

[0020] 在本发明的一个优选实施方案中，所述抗体或其抗原结合片段的重链氨基酸序列如SEQ ID NO.11所示，轻链氨基酸序列如SEQ ID NO.12所示。

[0021] 在本发明的一个优选实施方案中，所述抗体或其抗原结合片段为特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段。

[0022] 在本发明的一个更优选实施方案中，所述抗体或其抗原结合片段为冠状病毒的中和抗体或其抗原结合片段。

[0023] 术语“中和抗体”是特异性结合病毒受体蛋白的抗体或抗原结合片段，该特异性结合可抑制病毒受体蛋白的生物学功能，如阻止受体蛋白结合其靶细胞受体，可特异性降低
病毒感染靶细胞的能力；在本申请中，冠状病毒的中和抗体或其抗原结合片段是指结合冠
状病毒的S蛋白的抗体或其抗原结合片段。

[0024] 在本发明的一个优选实施方案中，所述抗体为单克隆抗体。

[0025] 在本发明的一个更优选实施方案中，所述抗体为全人源单克隆抗体。

[0026] 在本发明的一个优选实施方案中，所述抗体为IgG1、IgG2、IgG3或IgG4中的任意一种或几种的组合。

[0027] 优选的，所述抗体可以为选自IgG1、IgG2、IgG3或IgG4的完整抗体。

[0028] 在本发明的一个优选实施方案中，所述抗原结合片段为Fv、Fab、F(ab’)2、Fab’、dsFv、scFv、sc(Fv)2或单链抗体。

[0029] 在本发明的一个优选实施方案中，上述的抗体，或其抗原结合片段可以进一步被化学修饰，例如可以将一个或多个化学基团连接于抗体，以增加抗体的一个或多个功能特
性。例如，常见的化学修饰有糖基化修饰和聚乙二醇化修饰等。其中，例如，可以在重链或轻
链可变区进行糖基化修饰，增加一个或多个糖基化位点，以改善抗体的部分功能，例如增强
抗体的免疫原性或改善抗体的药物动力学等。例如，在合适的条件下，将抗体或其抗原结合
片段与活性的聚乙二醇(例如聚乙二醇的活性酯或醛衍生物)进行酰化反应或烷基化反应
实现聚乙二醇化修饰，以改善抗体的部分功能，例如增加抗体的生物(如血清)半衰期等。上
述的化学修饰不显著改变本发明抗体或其抗原结合片段的基本功能和性质，即与冠状病毒
特异性结合的功能和性质；这些经过化学修饰后的变体也落入本发明的保护范围之内。

[0030] 在本发明的一个优选实施方案中，上述的抗体，或其抗原结合片段可以通过化学方法或者基因工程的方法与其他因子缀合；例如这些因子可以提供将抗体靶向所需功能位
点的作用或其他性能；上述的抗体，或其抗原结合片段与其他因子缀合形成的复合物，落入
本发明的保护范围之内。

[0031] 本发明另一方面提供了一种核酸分子，其中，所述核酸分子编码如上述的抗体，或其抗原结合片段。

[0032] 在本发明的一个优选实施方案中，所述核酸分子中，编码所述重链可变区的核酸序列如SEQ ID NO.9所示。

[0033] 在本发明的另一个优选实施方案中，所述核酸分子中，编码所述轻链可变区的核酸序列如SEQ ID NO.10所示。

[0034] 在本发明的一个更优选实施方案中，所述核酸分子中，编码重链的核酸序列如SEQ ID NO.13所示，编码轻链的核酸序列如SEQ ID NO.14所示。

[0035] 本发明还一方面提供了包含上述核酸分子的载体。

[0036] 在本发明的一个优选实施方案中，所述载体还包括与上述核酸分子连接的表达调控序列。

[0037] 术语“载体”一词指的是，可将编码某蛋白的多聚核苷酸插入其中并使该蛋白获得表达的一种核酸运载工具。载体可通过转化、转导或转染宿主细胞，使其携带的遗传物质元
件在宿主细胞内得以表达。载体可以包含多种控制表达的元件，例如启动子序列、转录起始
序列、增强子序列、选择元件及报告基因等。另外，载体还可含有复制起始位点。载体还有可
能包括协助其进入细胞的成分，如病毒颗粒、脂质体或蛋白外壳，但不仅仅只有这些物质。
在本发明的实施方案中，载体可以选自，但不限于：质粒、噬菌粒、柯斯质粒、人工染色体(如
酵母人工染色体YAC、细菌人工染色体BAC或P1来源的人工染色体PAC)、噬菌体(如λ噬菌体
或M13噬菌体)以及用作载体的动物病毒，例如，逆转录病毒(包括慢病毒)、腺病毒、腺相关
病毒、疱疹病毒(如单纯疱疹病毒)、痘病毒、杆状病毒、乳头瘤病毒、乳头多瘤空泡病毒(如
SV40)。

[0038] 本发明还一方面提供了包含上述载体的宿主细胞。

[0039] 关于“宿主细胞”，可以选择，但不限于：大肠杆菌或枯草菌等原核细胞，酵母细胞或曲霉菌等真菌细胞，S2果蝇细胞或Sf9等昆虫细胞，或者纤维原细胞、CHO细胞、COS细胞、
NSO细胞、HeLa细胞、BHK细胞、HEK293细胞等动物细胞模型。

[0040] 优选的，所述宿主细胞为HEK293细胞。

[0041] 本发明还一方面提供了一种生产如上述的抗体，或其抗原结合片段的方法，其中，培养上述的宿主细胞，以生产所述的抗体，或其抗原结合片段。

[0042] 本发明还一方面提供了一种药物组合物，其中，所述药物组合物包含上述的抗体，或其抗原结合片段。

[0043] 在本发明的一个优选实施方案中，所述药物组合物包含治疗有效量的抗体，或其抗原结合片段，以及药用载体或稀释剂。本领域技术人员可以采用适当的药用载体或者稀
释剂，与治疗有效量的所述抗体，或其抗原结合片段组合，施用于患者，用于治疗或预防冠
状病毒所导致的疾病。

[0044] 本发明还一方面提供了上述的抗体，或其抗原结合片段，或者上述的药物组合物，在制备治疗或预防冠状病毒所导致的疾病的药物方面的用途。

[0045] 在本发明的一个优选实施方案中，所述用途是指在制备治疗或预防SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV或类SARS冠状病毒所导致的疾病的药物方面的用途。

[0046] 本发明一方面还提供了治疗或预防治疗或预防冠状病毒所导致的疾病的方法，向患者施用治疗有效量的上述的抗体，或其抗原结合片段；或者向患者施用包含有治疗有效
量的上述的抗体，或其抗原结合片段的药物组合物。优选的，冠状病毒所导致的疾病是
SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV或类SARS冠状病毒所导致的疾病。

[0047] 本发明还一方面提供了一种检测产品，其中，所述检测产品包含如上述的抗体，或其抗原结合片段。

[0048] 所述检测产品用于检测冠状病毒在样品中的存在或水平。

[0049] 在本发明的一个具体实施方案中，所述检测产品包括，但不限于，检测试剂、检测试剂盒、检测芯片或试纸等。

[0050] 本发明的上述抗体或其抗原结合片段可以通过化学方法或者基因工程的方法进行标记，标记后的抗体或其抗原结合片段可以用于检测；标记后的抗体或其抗原结合片段，
落入本发明的保护范围之内。

[0051] 具体的检测方法，可以采用以下步骤，1)提供样品；2)将所述样品与上述本发明的特异性结合冠状病毒的抗体或其抗原结合片段进行接触；3)检测样品与抗体或其抗原结合
片段之间的免疫反应。

[0052] 本发明的发明人利用B细胞体外单克隆培养和高通量抗体筛选技术获得了一种特异性结合冠状病毒的抗体及其抗原结合片段，其对于SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV和类SARS冠状
病毒等具有广谱的中和能力，未来具有良好的临床应用前景。

附图说明

[0053] 图1为表达纯化的抗体SDS‑PAGE检测结果；

[0054] 图2为单抗GW01结合SARS‑CoV‑2病毒的S1和RBD蛋白的检测结果；

[0055] 图3为单抗GW01结合SARS‑CoV病毒的S1和RBD蛋白的检测结果。

[0056] 图4为单抗GW01结合SARS‑CoV2病毒的RBD蛋白的亲和力检测结果。

具体实施方式

[0057] 以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的
变换均包含在本发明的保护范围内。

[0058] 现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将
全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

[0059] 下面实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件(例如参考J.萨姆
布鲁克等著，黄培堂等译的《分子克隆实验指南》第三版，科学出版社)或按照产品说明书进
行。

[0060] 实施例1：特异性结合冠状病毒的抗体的筛选和检测

[0061] 发明人对2020年1月20日至2020年2月26日收治在发明人所在单位(上海市公共卫生临床中心)的新型冠状病毒肺炎患者(康复出院两周后随访)的血浆进行假病毒中和实验
筛选，发现其中一名轻症患者的血清对于SARS‑CoV‑2假病毒中和活性很强，经发明人所在
单位伦理委员会及患者本人书面同意，抽取其外周血进行研究。

[0062] 1、外周血记忆B细胞的分选

[0063] 1)分离外周血淋巴细胞：抽取上述患者恢复期的外周血与等量的生理盐水混合后，采用淋巴细胞分离液Lymphoprep(Stemcell Technologies,货号07851)分离外周血淋
巴细胞，操作过程参见淋巴细胞分离液说明书。

[0064] 2)分选外周血记忆B细胞：采用抗体混合物对上述步骤1)分离的外周血淋巴细胞在4℃和暗处染色30min，其中，抗体混合物为抗CD19‑PE‑Cy7(BD Bioscience)、IgA‑APC
(Jackson Immunoresearch)、IgD‑FITC(BD Bioscience)和IgM‑PE(Jackson 
Immunoresearch)构成的混合物；染色后，用10ml PBS‑BSA缓冲液洗涤，并重悬浮在500μl 
PBS‑BSA中；最后用FACSAria III细胞分选仪(Becton Dickinson)分选出CD19+IgA‑IgD‑
IgM‑记忆B细胞。

[0065] 2、外周血记忆B细胞的孵育

[0066] 将上述分选出的CD19+IgA‑IgD‑IgM‑记忆B细胞重悬浮于含有10％FBS和100U/ml IL‑2、50ng/ml IL‑21以及辐照过的3T3‑msCD40L饲养细胞的培养基中；将记忆B细胞以4个
细胞/孔的密度接种在384孔微量滴定板中(终体积为50μl)，孵育13天；生长因子IL‑2和IL‑
21刺激记忆B细胞分裂生长，分泌抗体到孵育的培养液中。具体培养方法见参考文献Huang 
J et al.Nature Protocols 2013，8(10):1907‑15。

[0067] 3、SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV假病毒的生产

[0068] SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV假病毒是表面分别具有SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV刺突膜蛋白(Spike，S)，并携带荧光素酶报告基因的非复制缺陷型逆转录病毒颗粒，它们可以分别模
拟SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV病毒对宿主细胞(如人肝癌细胞系Huh‑7、稳定表达人ACE2受体的
293T细胞系293T‑ACE2)的感染过程，并在感染细胞内表达荧光素酶报告基因。由于假病毒
感染无法产生成熟的病毒颗粒，因此可以安全地在生物安全二级实验室内进行相关操作。

[0069] SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV假病毒分别通过各自的S蛋白表达质粒和带荧光素酶报告基因的HIV Env缺陷的骨架质粒(pNL4‑3.Luc.R‑E‑)共转染293T细胞获得。SARS‑CoV‑2和
SARS‑CoV的S基因序列根据NCBI GenBank序列NC_045512和ABD72979.1设计，基因序列经密
码子优化后，由南京金斯瑞公司合成，并连接到pcDNA3.1真核表达载体构建成SARS‑CoV‑2
和SARS‑CoV S蛋白表达质粒。pNL4‑3.Luc.R‑E‑骨架质粒源自美国NIH AIDS Reagent 
Program。所有质粒通过转化DH5α感受态细胞扩增，并利用美基生物生产的质粒纯化试剂盒
纯化，纯化操作过程参照试剂盒说明书。

[0070] 293T细胞在含10％胎牛血清(Gibco)的DMEM培养基培养，转染前接种到10cm细胞平皿中。培养24小时后，利用EZ Trans细胞转染试剂(李记生物)将骨架质粒(pNL4‑
3.Luc.R‑E‑)与表达SARS‑CoV或SARS‑CoV‑2质粒以3:1的比例共转染293T细胞，详细转染方
法参见EZ Trans细胞转染试剂的使用说明书。转染48小时后，收取含有假病毒的上清液，
1500转离心10分钟去除细胞碎片后并分装冻存于‑80℃冰箱，用于中和抗体的检测。

[0071] 4、中和筛选

[0072] 外周血记忆B细胞在体外培养13天后，每孔收集40μl培养上清液用于检测SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV的中和抗体。检测方法如下：取20μl培养上清与20μl上述生产获得的假病
毒的上清液，在384孔细胞培养板中混合，室温孵育30分钟后，每孔加入50μl 5000个293T‑
ACE2细胞并继续在细胞培养箱内培养。48小时后，利用荧光素酶检测试剂盒(Luciferase 
Assay System，Promega Cat.#E1500)裂解细胞并检测每孔的荧光素酶活性，具体检测方法
参照试剂盒说明书。利用多功能酶标仪(Perkin Elmer)检测每孔化学发光RLU值。根据培养
上清与病毒对照RLU值的比例计算培养上清对假病毒的中和抑制百分比，筛选出抑制百分
比大于90％的孔作为病毒中和阳性孔。

[0073] 5、RT‑PCR扩增重链和轻链基因

[0074] 病毒中和阳性孔的B细胞，利用RT‑PCR扩增免疫球蛋白基因的重链和轻链的可变区。RT‑PCR的引物设计和具体操作过程见参考文献Tiller,T.et al.J.Immunol Methods 
2018，329：112–124.扩增获得的抗体重链和轻链可变区基因经琼脂糖凝胶电泳纯化回收
后，利用PMD19‑T vector克隆试剂盒(Takara 6013)克隆到PMD19‑T载体中，具体操作过程
参见试剂盒说明书，并挑选出单克隆进行基因测序。

[0075] 6、单克隆抗体的表达和纯化

[0076] 测序正确的抗体重链可变区基因与pCMV/R‑10E8重链基因(NIH AIDS Reagent Program Cat 12290)分别经Age I和Sal I酶切后，连接胶纯化回收后的目的片段并转化
DH5α感受态细胞构建抗体表达重链质粒；测序正确的抗体轻链可变区基因与pCMV/R‑10E8
轻链基因(NIH AIDS Reagent Program Cat 12291)分别经Age I和Xho I酶切后，连接胶纯
化回收后的目的片段并转化DH5α感受态细胞构建抗体表达轻链质粒；抗体重链、轻链质粒
经质粒纯化试剂盒(美基生物)纯化(参见图1为表达纯化的抗体SDS‑PAGE检测结果)，并利
用EZ Trans细胞转染试剂(李记生物)以1:1的比例共转染293T细胞表达。72小时后，收集细
胞转染上清，利用protein‑G柱(天地人和生物科技公司，常州)纯化上清中的抗体IgG，纯化
方法参照protein‑G柱的使用说明。纯化获得的抗体IgG(命名为单抗GW01)利用Nanodrop 
2000(Thermo Fisher)测定280nm吸光值并计算抗体浓度。

[0077] 7、本申请的单抗GW01识别SARS‑CoV‑2和SARS‑CoV病毒的S1和RBD蛋白的检测

[0078] 上述纯化获得的单抗GW01对SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV病毒的S1和RBD蛋白的识别通过酶联免疫吸附(ELISA)的方法检测。

[0079] 检测方法如下：将1μg/ml的抗原蛋白(义翘神州)包被于96孔ELISA板中，4℃过夜。用PBS‑T溶液(0.2％吐温‑20)洗板5次，每孔加入300μl封闭液(PBS，1％FBS，5％milk)室温
封闭1小时。PBS‑T洗板3次，将单抗GW01用PBS稀释液(PBS,5％FBS,2％BSA,1％Tween‑20)进
行5倍系列稀释后，取100μl样本加入到ELISA板中，37℃孵育1小时。PBS‑T洗板5次，每孔加
入100μl用PBS稀释液1:2500稀释的辣根过氧化物酶标记的山羊抗人IgG抗体(Jackson 
Immunoresearch)，室温孵育1小时。PBS‑T洗板5次，加入150μl ABTS显色底物(Thermo 
Fisher)，室温避光显色30分钟后，通过酶标仪读取405nm波长的吸光度值。

[0080] 检测结果参见图2和图3，其中，图2为单抗GW01结合SARS‑CoV‑2病毒的S1和RBD蛋白的检测结果，图3为单抗GW01结合SARS‑CoV病毒的S1和RBD蛋白的检测结果。

[0081] 从图2中可以看出单抗GW01可以结合SARS‑CoV‑2病毒S1蛋白的RBD保守区域；从图3中可以看出GW01可以结合SARS‑CoV病毒S1蛋白的RBD保守区域；由此可以推测到，本申请
的单抗GW01对于冠状病毒有广谱中和能力。

[0082] 8.生物膜层干涉技术检测本申请的单抗GW01与SARS‑CoV‑2病毒的RBD蛋白的结合能力

[0083] 为了检测本申请的单抗GW01与SARS‑CoV‑2RBD蛋白之间的相互作用，采用生物膜层干涉技术对它们之间的结合动力学进行检测，检测过程在OctetRED96(Fortebio)仪器上
进行。

[0084] 检测方法如下：提前将AHC探针在无菌水中浸泡10分钟进行平衡，检测的过程全部在30℃的反应条件下进行，可以分为以下五个步骤，1)调零，将探针浸入在无菌水中作用60
秒获得检测基线；2)捕获抗体，将探针浸入10μg/ml的GW01抗体溶液中作用200秒捕获抗体；
3)再次调零，将探针浸入缓冲液(加入0.02％Tween20的PBS溶液)中作用120秒去除未结合
的抗体；4)结合RBD，将探针浸入起始浓度为111.1nM、3倍梯度稀释的RBD蛋白溶液中，作用
300秒得到单抗GW01与RBD结合的动态曲线；5)结合解离，将探针放入缓冲液中作用300秒。
蛋白的结合引起生物膜厚度的变化，导致干涉光波发生相对位移，被光谱仪检测到，形成干
涉光谱，以干涉图谱的实时位移(nm)显示出来。以此检测RBD与本申请的单抗GW01结合解离
的动态曲线。在数据分析时样本孔的数据减去缓冲液对照孔的数据，扣除缓冲溶液的非特
异性干扰，采用1：1结合模型，对不同的RBD稀释浓度下与GW01的结合进行整体曲线拟合，得
到平均结合常数Kon、解离常数Koff以及亲和力常数KD值。

[0085] 检测结果参见图4，五条曲线代表本申请的单抗GW01与五种不同浓度RBD的动态结合解离曲线，显示本申请的单抗GW01与RBD的结合呈浓度梯度依赖；本申请的单抗GW01与
RBD的结合后进行解离，解离的RBD非常少，KD值为(0.65±0.02)nM，显示本申请的单抗GW01
与SARS‑CoV‑2的RBD保守区域有非常强的亲合力。由此可以推断，本申请的单抗GW01对于
SARS‑CoV‑2病毒的RBD保守区域有非常强的中和活性是由于本申请的单抗GW01对于冠状病
毒的RBD保守区域有非常高亲和力的结果。结合图2和图3的结果，进一步验证了本申请的单
抗GW01对于冠状病毒有广谱中和能力。

[0086] 9、本申请的单抗GW01对SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV和蝙蝠类SARS冠状病毒的中和活性的检测

[0087] 在96孔细胞板上测试不同浓度的单抗GW01抑制假病毒感染Huh‑7和293T‑Ace2细胞来检测单抗GW01对SARS‑CoV‑2、SARS‑CoV、蝙蝠类SARS冠状病毒(bat‑SL‑CoV‑WIV1)和
RS3367病毒的中和能力。

[0088] 检测方法如下：1)Huh‑7或293T‑ACE2细胞接种于96孔细胞板，每孔接种1X 104个，37℃，5％CO2细胞培养箱培养24小时；2)将单抗GW01以细胞培养基稀释成不同浓度，与等体
积含100TCID50的假病毒稀释液混合，在37℃孵育1小时；3)弃掉细胞培养液，每孔加入50μl
病毒抗体复合物，设置复孔，同时设置无抗体组，无病毒组及阳性血清对照组；4)培养12小
时后，每孔加入150μl维持液，37℃继续培养48h；5)利用荧光素酶检测试剂盒(Luciferase 
Assay System，Promega Cat.#E1500)裂解细胞并检测每孔的荧光素酶活性，具体检测方法
参照试剂盒说明书；利用多功能酶标仪(Perkin Elmer)检测每孔化学发光RLU值；6)根据抗
体与病毒对照RLU值的比例计算不同浓度抗体对假病毒的中和抑制百分比，并利用PRISM7
软件(GraphPad)计算出抗体抑制病毒的半数抑制剂量IC50。

[0089] 结果参见下表1。

[0090] 表1

[0091]

[0092] 从表1中可以看出，单抗GW01在ng/ml级别的浓度下，不仅能很好的中和SARS‑CoV‑2病毒，对SARS冠状病毒，蝙蝠类SARS冠状病毒也具有很好的中和活性；这说明本申请的单
抗GW01对冠状病毒具有很强的广谱中和能力。

[0093] 实施例2

[0094] 本实施例描述了一种可用于通过施用本申请的冠状病毒特异性单克隆抗体来治疗包括SARS‑CoV‑2在内的冠状病毒所导致的疾病的方法。

[0095] 尽管提供了特定施用方法、剂量和模式，但是本领域技术人员将理解的是可在实质性不影响治疗的情况下作改变。基于本文公开的指导，可通过施用治疗有效量的本文所
述的一种或多种抗体来治疗或预防冠状病毒感染，从而降低或消除冠状感染。

[0096] 具体的施用方法如下：

[0097] 1)筛选对象：首先筛选对象来确定他们是否感染SARS‑CoV‑2等冠状病毒。用于筛查SARS‑CoV‑2感染的方法可以采用呼吸道标本核酸检测结合临床CT诊断。(附注：本申请要
求保护的特异性结合冠状病毒的抗体及其抗原结合片段，也可用于检测产品，即筛查SARS‑
CoV‑2冠状病毒感染的检测产品，如检测试剂盒)。

[0098] 在对象的呼吸道标本中检测到SARS‑CoV‑2冠状病毒核酸或病毒S蛋白表明对象受SARS‑CoV‑2感染。

[0099] 2)对象的预治疗：在具体实施例中，在施用包括本领域技术人员已知的一种或多种抗病毒药物疗法的治疗剂之前先对对象进行治疗。然而，并不总是要求进行此种预治疗，
并可经熟练的临床医生决定。

[0100] 3)治疗组合物的施用

[0101] 筛选对象之后，将上述的治疗有效剂量的本申请的冠状病毒特异性单克隆抗体施用于对象(如处于感染SARS‑CoV‑2冠状病毒风险或已知感染SARS‑CoV‑2冠状病毒的成年人
或新生婴儿)。可将另外药物如抗病毒剂在施用所公开的药剂同时、之前或之后施用于对
象。通过本领域已知的任何方法如口服施用、吸入、静脉、肌肉、腹膜内或皮下来实现施用。
为预防、降低，抑制和/或治疗对象的状况，而施用的组合物的量取决于正在治疗的对象、病
症的严重程度和治疗对象的施用方式。理想地，药剂的治疗有效量是足以预防、降低、和/或
抑制、和/或治疗对象的状况而不引起对象中实质性细胞毒性效应的量。有效量可容易地由
本领域技术人员例如用建立剂量应答曲线的常规试验来确定。同样地，这些组合物可用惰
性稀释剂或药学上可接受的载体配制。在一个具体实例中，根据SARS‑CoV‑2病毒感染的特
定阶段，每两周以5mg每kg或每两周10mg每kg施用抗体。在一实例中，连续施用抗体。在另一
实例中，以50μg每kg施用抗体或抗体片段，每周两次，持续2‑3周。治疗组合物可长期施用
(如持续几个月或几年时间)。

[0102] 4)评价

[0103] 施用一种或多种疗法之后，监控感染SARS‑CoV‑2的对象SARS‑CoV‑2病毒水平的降低，或与新冠肺炎疾病相关的一种或多种临床症状的减少。在特定实例中，治疗2天后开始，
对对象进行一次或多次分析。采用本领域已知的任何方法监控对象。例如，可获得来自对象
的生物样品包括咽拭子，并对SARS‑CoV‑2病毒水平的变化进行评估。

[0104] 5)额外治疗

[0105] 在具体实施例中，如果对象稳定或对治疗有少量的、混合的或部分的应答，可在用他们之前接受了期望时间的相同方案和物质制剂进行再评价之后，进行额外的治疗。

[0106] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说
明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可
以理解的其他实施方式。

[0107] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式
或变更均应包含在本发明的保护范围之内。