[發明專利]能夠提高與SARS-CoV-2 S蛋白親和力的ACE2突變組合及應用

在審

• 申請號: 202111087440.1
• 申請日: 2021-09-16
• 公開（公告）號: CN113897346A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 逯光文;葉飛;林曦;陳自敏;楊凡力
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C12N9/48
• 分類號: C12N9/48;A61K39/215;A61K39/00;A61P31/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

能夠提高與SARS?CoV?2S蛋白親和力的ACE2突變組合及應用，所述能夠提高與SARS?CoV?2S蛋白親和力的ACE2突變具體的ACE2突變位點為，氨基酸序列第19位S突變為W，第27位T突變為W，第330位N突變為Y。

技術領域

本發明涉及ACE2突變位點研究領域，特別涉及能夠提高與SARS-CoV-2 S蛋白親和力的ACE2突變組合及應用。

背景技術

新型冠狀病毒(Severeacute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)是β冠狀 病毒屬中重要的一員，與非典病毒(Severe acute respiratory syndromecoronavirus， SARS-CoV)的基因組具有很高的相似性，是目前感染人類且能引起嚴重癥狀的三種冠狀病 毒之一。SARS-CoV-2比SARS-CoV和中東呼吸綜合征病毒(Middle Eastrespiratory syndrome coronavirus，MERS-CoV)具有更高的傳染性，目前已造成超過1.47億人感染，311萬人死 亡，給全世界人民的生命健康造成了嚴重的威脅。與SARS-CoV相同，SARS-CoV-2也是通 過刺突蛋白(Spike protein，S)識別宿主細胞表面的膜蛋白血管緊張素轉化酶II(Angiotensin converting enzyme 2，ACE2)，從而引發病毒感染。目前，已有多個研究機構報道了ACE2 與S全長蛋白的復合物電鏡結構，以及ACE2胞外域與S蛋白受體結合區域(Receptor binding domain，RBD)的復合物晶體結構。S蛋白作為重要的抗病毒藥物靶點，是抗體治療和疫苗 研發的關鍵。

迄今為止，已有多種抗體藥物進入臨床實驗，且取得了較好的療效。世界各國也緊急批 準了15種疫苗上市，還有上百種候選疫苗正處于臨床實驗和臨床前研究之中，這讓人們對 消滅SARS-CoV-2充滿了希望。但是，隨著疫情的不斷發展，病毒也在不停的發生變異，其 中S蛋白也是病毒中最易發生突變的蛋白之一。由此產生了多種新的變異毒株(巴西毒株、 南非毒株等)，這些變異毒株可抵抗多種中和抗體的活性和引起免疫逃逸，使恢復期血漿、 多克隆血清、單克隆抗體和疫苗等抗病毒方法的療效降低甚至完全喪失。據研究報道，重組 表達人源ACE2蛋白可以作為一種“誘餌”，與宿主細胞表面ACE2蛋白競爭性結合SARS-CoV-2，從而達到抗病毒作用，且不產生免疫逃逸。另外，重組人源ACE2蛋白在多 個國家都通過了臨床安全評價，證明在體內是安全可靠的。體內和體外實驗均顯示，重組人 源ACE2蛋白具有較好的抗病毒療效。

重組表達ACE2胞外域蛋白作為一種極具潛力的抗SARS-CoV-2藥物，提高它與SARS-CoV-2 S-RBD的親和力，對增強其抗病毒療效具有重要作用。然而截至目前，通過改造ACE2來提高抗病毒效果的研究較少，更沒有增強對具有免疫逃逸的SARS-CoV-2變異毒株抗病毒能力的報道。因此，鑒定能夠增強與SARS-CoV-2 S-RBD結合活性的ACE2突變 和突變組合，并通過對ACE2的改造，實現提高與SARS-CoV-2 S-RBD及SARS-CoV-2免 疫逃逸株S-RBD蛋白的親和力，并進一步提高對SARS-CoV-2及其變異毒株的抗病毒能力， 是本發明欲解決的技術問題。

ACE2的體內體外實驗均驗證出良好的抗新冠病毒療效，但臨床實驗中仍使用的是野生 型的ACE2胞外域蛋白。野生型ACE2胞外域蛋白的存在親和力較低、抗病毒療效一般等缺 陷。鑒于ACE2作為最具潛力的抗病毒藥物之一，對其進行改造，使其具有更好的抗病毒療 效具有重要意義。由此，本發明通過對ACE2進行突變，找出三個位點(S19W、T27W和N330Y)可增強與S-RBD的親和力，也使抗新冠病毒的效果得到極大的提高。另外，改造 后的ACE2蛋白對具有免疫逃逸能力的新冠病毒變異毒株的抵抗效果也增加。

ACE2作為COVID-19的潛在治療藥物，至目前為止，對ACE2的改造研究仍相對較少，目前相對有限的研究主要集中在：

1.ACE2蛋白C端融合Fc標簽可增強與S-RBD的親和力和抗病毒能力。