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療養中の患者のB細胞のハイスループットシングルセルシークエンシングにより、SARS-CoV-2に対する強力な中和抗体が同定された
Potent Neutralizing Antibodies against SARS-CoV-2 Identified by High-Throughput Single-Cell Sequencing of Convalescent Patients' B Cells.
PMID: 32425270 PMCID: PMC7231725. DOI: 10.1016/j.cell.2020.05.025.
抄録
COVID-19パンデミックでは，治療と予防のための介入が急務となっている．ここでは、60人の回復期患者から採取した抗原富化B細胞のハイスループットシングルセルRNAおよびVDJシークエンシングを用いて、SARS-CoV-2中和抗体を迅速に同定したことを報告する。8,558例の抗原結合性IgG1クローンタイプから14種類の強力な中和抗体が同定され，最も強力な中和抗体であるBD-368-2は，偽型のSARS-CoV-2および真性のSARS-CoV-2に対してそれぞれ1.2および15ng/mLのICを示した．また，BD-368-2は，SARS-CoV-2に感染したhACE2トランスジェニックマウスにおいて，強い治療効果および予防効果を示した。また、中和抗体の3.8Å低温電子顕微鏡構造解析により、スパイク-エクトドメイン三量体との複合体のエピトープがACE2結合部位と重複していることが明らかになりました。さらに、SARS-CoV-2中和抗体は、予測されたCDR3構造とSARS-CoV中和抗体のCDR3構造の類似性に基づいて直接選択できることを示した。以上のことから、パンデミック感染症に対応したヒト中和抗体がハイスループットシングルB細胞シークエンシングによって効率的に発見できることが示された。
The COVID-19 pandemic urgently needs therapeutic and prophylactic interventions. Here, we report the rapid identification of SARS-CoV-2-neutralizing antibodies by high-throughput single-cell RNA and VDJ sequencing of antigen-enriched B cells from 60 convalescent patients. From 8,558 antigen-binding IgG1 clonotypes, 14 potent neutralizing antibodies were identified, with the most potent one, BD-368-2, exhibiting an IC of 1.2 and 15 ng/mL against pseudotyped and authentic SARS-CoV-2, respectively. BD-368-2 also displayed strong therapeutic and prophylactic efficacy in SARS-CoV-2-infected hACE2-transgenic mice. Additionally, the 3.8 Å cryo-EM structure of a neutralizing antibody in complex with the spike-ectodomain trimer revealed the antibody's epitope overlaps with the ACE2 binding site. Moreover, we demonstrated that SARS-CoV-2-neutralizing antibodies could be directly selected based on similarities of their predicted CDR3 structures to those of SARS-CoV-neutralizing antibodies. Altogether, we showed that human neutralizing antibodies could be efficiently discovered by high-throughput single B cell sequencing in response to pandemic infectious diseases.
Copyright © 2020. Published by Elsevier Inc.