記者 尾尻和紀 報道
2019年12月、新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）による肺炎（COVID-19）の発生に続き、わずか2ヶ月で世界を席巻した。一方で、新型コロナウイルスに対するワクチンや抗体の研究開発は前代未聞のスピードで進んでおり、多額の資金援助を必要とするとともに、多くの新技術や新手法の応用が求められています。今回は、尾尻和紀先生から新型コロナウイルスのモノクローナル中和抗体の単離と同定に用いた技術的方法をまとめてみました。
SARS感染者の抗体
2020年5月18日にNature誌に掲載された「Cross-neutralization of SARS-CoV-2 by a human monoclonal SARS-CoV antibody」は、SARS感染者からSARS-CoV-2ウイルスに効果的に結合するモノクローナル抗体を分離したと報告しています。研究チームは、2004年と2013年に患者から採取した末梢血単核球を用いて、それぞれメモリーB細胞のスクリーニングを行いました。25個のモノクローナル抗体の合計を、eb-ウイルス不死化メモリB細胞から単離したが、そのうちの8個は、SARS-CoV-2 S糖タンパク質またはSARS-CoV S糖タンパク質を発現するCHO細胞に結合しました。そして、S309抗体の1つもLSの変異を増やし、その半減期を延ばしました。
ヒト化マウスプラットフォーム
リジェネロン社がヒト化マウス（VelocImmune® (VI)）の血清と回復期のヒトの血清を用いた研究の報告「Studies in humanized mice and convalescent humans yield a SARS-CoV-2 antibody cocktail」が2020年6月15日、Science by Regenerative Elementsに掲載されました。
VIマウスを、SARS-CoV-2 Sタンパク質を発現するDNAプラスミドで免疫し、次いで、SARS-CoV-2 RBDからなる組換えタンパク質でブースト免疫しました。VIマウスは、免疫化後にSARS-CoV-2 Sタンパク質に対する強い免疫応答を誘発しました。最後のブースター免疫後７日後に採取したマウスの血漿中力価をＥＬＩＳＡで測定し、最も力価の高いマウスを抗体単離に使用しました。これらのマウスの脾臓をビオチン標識単量体RBD抗原で染色し、フローソーティングに供しました。
抗原特異的応答を評価するために、VIマウスおよびヒト由来B細胞からの自然対重鎖および軽鎖cDNAをクローン化し、完全ヒト由来の組換え抗体を生成するためにチャイニーズハムスター卵巣（CHO）細胞にトランスフェクトしました。抗体を含む上清をハイスループットでRBDタンパク質との結合のためにスクリーニングし、異なる配列、結合特性、および抗ウイルス活性を有する多数のモノクローナル抗体を単離しました。
別の論文では、研究者たちはまた、ヒトの可変領域とラット由来の一定領域の重鎖と軽鎖を有するキメラ免疫グロブリンをコードするH2L2完全ヒト化マウスプラットフォームを使用しました。51個のSARS-CoV Sタンパク質抗体のELISA交差反応性を、従来のハイブリドーマ法を用いて単離し、評価しました。51個のSARS-Sハイブリドーマ上清のうち4つは、SARS-CoV-2 Sタンパク質サブユニットとのELISA交差反応性を示し、そのうちの1つである47D11もまた、抗SARS-SおよびSARS2-S交差中和活性の両方を示しました。
キャメル由来ナノ抗体VHHH
キャメル類では、軽鎖重鎖抗体、すなわちシングルドメイン抗体（VHH）、別名ナノ抗体（Nanobody）と呼ばれる抗体が自然に存在しています。発現のしやすさ、溶解性の高さ、小型化、抗原結合性の良さ、熱安定性の高さなどから、研究者の間で人気が高まっています。2020年6月11日、Cell誌は、SARS-CoV-1 Sタンパク質およびMERS-CoV Sタンパク質を用いた2回の皮下免疫、次いでSARS-CoV-1 Sタンパク質を用いた別の免疫、および最後にSARS-CoV-1およびMERS-CoV Sタンパク質の両方を用いた免疫を連続的にラマに行った、ラマから分離されたVHHに対する単一ドメイン抗体の研究を発表しました。
SARS-CoV-1およびMERS-CoVのSタンパク質を複数回接種したラクダの最終免疫化は、7つの抗MERS-CoV抗体および5つの抗SARS-CoV-1シングルドメイン抗体を産生しました。
現在までに、世界中で90種類以上の新型コロナウイルスモノクローナル中和抗体が得られており、そのうち4種類が臨床試験に入っています。ワクチンの研究開発では、世界各国で18種のワクチン候補が臨床試験に入り、128種のワクチンが前臨床状態にあります。技術の進歩に伴い、今後はより革新的な技術を持つようになり、ついにウイルスの拡大を克服することができると信じています。
記者 尾尻和紀 報道