[發(fā)明專(zhuān)利]一種冠狀病毒S蛋白、廣譜性冠狀病毒疫苗及其應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211026409.1
• 申請(qǐng)日: 2022-08-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115724921A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫宇鴻
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京派迪暢科技發(fā)展有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C07K14/165
• 分類(lèi)號(hào): C07K14/165;C07K16/10;A61K39/215;A61P31/14
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 商秀玲

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冠狀病毒S蛋白、廣譜性冠狀病毒疫苗及其應(yīng)用。本發(fā)明通過(guò)對(duì)冠狀病毒S蛋白的非功能區(qū)中的一個(gè)或多個(gè)糖基化位點(diǎn)進(jìn)行點(diǎn)突變，使得該位點(diǎn)不能進(jìn)行糖基化修飾，進(jìn)而降低該區(qū)域的免疫原性，突顯相對(duì)保守的S蛋白功能區(qū)的免疫原性。以該冠狀病毒S蛋白作為免疫原免疫動(dòng)物產(chǎn)生的抗體更多的識(shí)別不同冠狀病毒或相同冠狀病毒不同突變株的S蛋白的保守區(qū)/功能區(qū)，可用于開(kāi)發(fā)廣譜性抗冠狀病毒抗體和廣譜性冠狀病毒疫苗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冠狀病毒S蛋白、廣譜性冠狀病毒疫苗及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

冠狀病毒是具有囊膜、基因組為線性單股正鏈的RNA病毒，包括中東呼吸綜合征(MERS)病毒和嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)病毒、新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)等。棘突蛋白(S蛋白)是冠狀病毒的重要結(jié)構(gòu)蛋白，在受體識(shí)別和細(xì)胞膜融合過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。S蛋白由S1和S2兩個(gè)亞基組成，其中，S1亞基中包含受體結(jié)合域，用于識(shí)別并結(jié)合宿主受體血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2或其他宿主細(xì)胞表面受體。S蛋白對(duì)于冠狀病毒的種屬特異性的決定具有重要作用，是冠狀病毒表面最為重要的抗原決定簇，能夠誘導(dǎo)宿主體內(nèi)產(chǎn)生特異性的抗體。

目前，新型冠狀病毒已經(jīng)有一萬(wàn)多種突變體，給疫苗研發(fā)帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。但是不管新型冠狀病毒如何突變，該病毒的感染都必須先通過(guò)S蛋白的RBD區(qū)域錨定在人的細(xì)胞表面，然后利用人細(xì)胞表面的弗林(Furin)蛋白酶在S蛋白的S2區(qū)域把S蛋白切割為兩段，新型冠狀病毒的磷脂膜就可以與人細(xì)胞膜粘連并發(fā)生融合，將新型冠狀病毒的基因材料注入人細(xì)胞內(nèi)，利用人的RNA和蛋白合成工具快速地合成病毒的RNA和蛋白，組裝形成上億個(gè)新病毒后，從細(xì)胞中排出并產(chǎn)生進(jìn)一步感染。

S蛋白是疫苗的核心靶點(diǎn)，第一代新冠核酸疫苗、腺病毒疫苗和重組蛋白疫苗都是選擇了全長(zhǎng)S蛋白或其一部分作為疫苗有效組分。新型冠狀病毒α、β、γ、δ和Omicron等多個(gè)流行株主要在以下4個(gè)方面發(fā)生了一個(gè)或多個(gè)方面的變化：

1)S蛋白R(shí)BD區(qū)域的氨基酸突變(如N501Y)，改變了其與人ACE2或其他細(xì)胞受體的親和力，增多感染途徑、甚至跨種屬；

2)S蛋白S2區(qū)域的氨基酸突變(如D614G)，更容易被細(xì)胞弗林蛋白酶切活性，病毒侵入人細(xì)胞速度更快；

3)N蛋白的氨基酸突變加強(qiáng)了病毒復(fù)制能力，增加病毒載量，傳播能力更強(qiáng)；

4)S蛋白的NTD區(qū)域的氨基酸突變?nèi)缣腔稽c(diǎn)附近的氨基酸缺失或出現(xiàn)新的糖基化位點(diǎn)，改變B細(xì)胞表位，實(shí)現(xiàn)免疫逃逸；

新型冠狀病毒α毒株的突變主要在S2上的D614G突變，病毒侵入加快，但是輝瑞的mRNA疫苗對(duì)其保護(hù)率仍然高達(dá)95％；而γ株的突變主要在NTD，輝瑞的mRNA疫苗對(duì)其幾乎沒(méi)有保護(hù)作用；δ株S蛋白上的突變最少，輝瑞的mRNA疫苗在完成接種之初仍然有90％以上的保護(hù)，而δ株N蛋白突變使病毒濃度提高了1200倍。新一代新冠疫苗研發(fā)的重點(diǎn)主要在于：如何應(yīng)對(duì)NTD上的突變，防止免疫逃逸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的第一目的在于提供一種降低冠狀病毒S蛋白非功能區(qū)免疫原性、制備廣譜性抗冠狀病毒抗體或疫苗的方法。

本發(fā)明的第二目的在于提供一種冠狀病毒S1蛋白或S蛋白。

本發(fā)明的第三目的在于提供含有上述冠狀病毒S1蛋白或S蛋白的產(chǎn)品或者以冠狀病毒S1蛋白或S蛋白作為免疫原制備的冠狀病毒抗體。

本發(fā)明的主要構(gòu)思為：利用去偽存真的策略，對(duì)新型冠狀病毒S蛋白進(jìn)行去糖基化改造。

每個(gè)新型冠狀病毒S蛋白上存在22個(gè)糖基化，S蛋白糖基化修飾的第一使命是利用其親水性幫助新合成的S蛋白折疊為正確的3D構(gòu)象；同時(shí)由于糖基結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一部分糖基化(RBD區(qū)域)參與到S蛋白和ACE2的結(jié)合，影響親和力；另一部分糖基化(NTD區(qū)域)則使得接種者產(chǎn)生的抗體均能夠?qū)ζ溥M(jìn)行識(shí)別，為將來(lái)突變實(shí)現(xiàn)免疫逃逸提供條件。