整体解决方案：应对新冠突变株全方位研究的新冠突变体试剂库

新冠病毒造成的大流行正在对全球人类健康造成巨大损害。新冠病毒属于RNA病毒，比DNA病毒更容易发生突变。近期出现的新冠突变株主要有两个方面引人深思：其一是刺突蛋白（S），尤其是关键受体结合域（RBD），出现突变或者突变累积现象，可能加强新冠病毒刺突蛋白与受体ACE2的结合能力，增加病毒的传播力或致病性；其二是突变可能会改变抗原的关键表位，使已筛选的中和抗体亲和力下降，发生免疫逃逸，降低疫苗和中和抗体的保护效果。

01 英国B.1.1.7突变株

首次在英国发现，研究表明其传播力增加了30%以上。Davies等人对来自英国3个地区的数据进行建模，估计该突变株比以往突变株的传播力高56%。其Spike上的特征突变有10个，NP的特征突变有2个。由于Spike蛋白是疫苗开发及治疗性抗体开发的主要靶点，所以这些突变是否会产生抗体逃逸，降低疫苗和抗体药物的效力成为科学家们关注的焦点。

研究表明，接种辉瑞/BioNTech和Moderna mRNA疫苗的血清对带有B.1.1.7的假病毒的中和能力与非突变相比无显著差异。阿斯利康的腺病毒载体新冠疫苗对B.1.1.7的保护效力与其他在英国流行的毒株无差异。Novavax重组蛋白疫苗的三期临床数据显示，对新冠病毒的保护效力为90%，而对B.1.1.7突变的保护效力为85%。以上研究结果提示，这些疫苗对B.1.1.7突变株的保护效力可能不变。

02 南非B.1.351突变株

研究表明其传播力增加了约50%，但还没有证据证明其致病性增加。其RBD区域存在E484K，被认为是中和抗体中和活性降低的主要原因。接种辉瑞/BioNTech和Moderna mRNA疫苗后的血清对B.1.351的假病毒中和作用下降，Moderna的数据显示中和作用下降了6倍。而Novavax重组蛋白疫苗三期临床试验结果显示，对B.1.351的有效性低于50%。

03 巴西P.1突变株

已在日本、美国、巴西、德国传播，没有证据表明其传播力和致病性增加。在RBD区域存在K417N、E484K、N501Y三个特征突变。由于其RBD区域存在E484K位点，所以科学家担心其可能存在免疫逃逸。

04 加州B.1.429突变株

又称为CAL.20C，Cedars-Sinai医学中心的研究人员于2020年7月在加利福尼亚首次观察到。近期出现在美国以外的其他国家，如澳大利亚。此突变株可能更具传播力，数据显示其占据了大部分加州分离出的病例。其特征突变包含L452R，研究发现此位点突变会降低对中和抗体的敏感性。有关此突变还需更多研究。

目前，义翘神州已开发出一系列针对突变株的蛋白、抗体、假病毒、基因等相关产品，形成了新冠突变株研究产品库，为新冠病毒研究、防治及诊断提供优质的产品及支持。

产品具体应用场景

应用1：检测突变蛋白与ACE2结合力，可用于突变株主要特征及传播力的研究

义翘神州已开发出多种重组新冠突变体蛋白。经ELISA验证，重组RBD N501Y突变（Cat: 40592-V08H82）以及重组RBD K417N、E484K、N501Y多位点突变（Cat: 40592-V08H85）对ACE2的结合能力更强于新冠野生型毒株RBD蛋白（Cat: 40592-V08H）。

以上数据结果与Charlie Laffeber等人的研究结果类似，他们通过SPR实验验证重组RBD蛋白和RBD突变体对ACE2结合活性的影响。结果显示，英国突变株主要突变体蛋白N501Y与ACE2的结合力增加近9倍，而南非突变株主要突变体蛋白K417N、E484K、N501Y与ACE2的结合力增加近3倍。

应用2：检测突变蛋白对中和抗体效力的影响

为验证新冠突变体对中和抗体中和效应的影响，我们通过竞争ELISA法验证中和抗体（义翘神州自主研发）对重组RBD突变位点 N501Y（英国突变株B.1.1.7重要突变位点，40592-V08H82）以及重组RBD 突变位点 K417N、E484K、N501Y（南非突变株B.1.351重要突变位点，40592-V08H85）的中和效力。结果发现，中和抗体对南非突变株的主要突变位点的中和效应存在一定的差异。

目前已有研究发现，新冠突变株存在抗体逃逸现象，已获批或正在开发的抗体药对新冠病毒的疗效将存在不确定性。义翘神州目前已开发了大部分重要突变位点的重组突变体蛋白，可助力广谱中和抗体以及新冠抗体药物开发。

中和抗体货号	WT RBD蛋白 (Cat:40592-V08B)	N501Y突变蛋白 (Cat:40592-V08H82 )	K417N,E484K, N501Y突变蛋白 (Cat:40592-V08H85)
40150-D001	245.5	466.9	404.5
40150-D002	253.4	769.2	484.6
40591-MM43	146.4	274.9	228.2
40592-MM57	475.4	934.2	-
40592-R001	66.5	115.3	-
40592-R118	20.4	97.8	-
40592-R117	21.8	93.5	-

注：WT: Wild Type；以上表格中数值为 IC50(ng/mL)

应用3：验证新冠抗原检测试剂对突变蛋白的识别

抗原检测相对新冠其他检测方法具有操作简便、快捷、无需专业人员和特殊空间、设备等优点。目前，美国FDA共紧急授权14款新冠抗原检测产品，而国内NMPA也批准万孚、万泰等公司的抗原检测试剂盒上市。

抗原检测试剂盒主要以N蛋白做为检测标志物，检测灵敏度高，应用最广，针对RBD区域的抗原检测试剂盒相对较少。新冠病毒在不断的变异过程中，N蛋白也出现了某些频率较高的突变。

义翘神州密切关注新冠突变株的研究动态，快速开发生产重要突位点相应的重组蛋白以及相关的抗体试剂，为诊断开发企业提供专业支持。经ELISA验证，义翘神州开发的N抗体可以识别高频突变重组N蛋白。

蛋白货号	突变位点	lineage
40588-V07E1	N(R203K,G204R)	高频突变，出现在B.1.1.7、B.1.351、P.1等
40588-V07E2	N(P13L)	高频突变，出现在B.1.1.7、B.1.351、A.2.2等
40588-V07E3	N(S194L)	高频突变，出现在B.1.1.7、B.1.237等
40588-V07E4	N(I292T)	高频突变，出现在B.1.1.7等
40588-V07E8	N(D3L,S235F)	B.1.1.7的特征突变

· 数据来源于GISAID

· GISAID促进快速共享导致COVID-19的所有冠状病毒的数据

· NP(R203K,G204R)是NP蛋白的上出现的高频突变，参考文献来源: https://doi.org/10.3389/fmicb.2020.01800

· NP(P13L), NP(S194L), NP(I292T)是NP蛋白的上出现的高频突变，参考文献来源于: https://doi.org/10.1002/jmv.26626

· 毒株信息：UK variant (lineage B.1.1.7), South Africa variant (lineage B.1.351), Brazil variant (lineage P.1) 

应用4：评估新冠疫苗对突变株的保护效力

新冠突变株对已上市或临床研究阶段的疫苗有哪些影响，是目前广泛关注的问题。针对该问题，FDA发布了新冠突变疫苗开发指南，同时部分企业也开始布局针对突变株疫苗的开发规划。假病毒作为疫苗效应验证的重要工具，被广泛使用。义翘神州开发了新冠突变体假病毒（PSV001，PSV005），可助力疫苗效应评估。

新冠研究相关产品列表：

新冠蛋白产品

英国突变株 B.1.1.7 重要突变位点研究
货号	抗原	突变位点
40592-V02H1	RBD	N501Y
40592-V08H82	RBD	N501Y
40591-V08H7	S1	△H69/△V70，N501Y，D614G
40591-V08H12	S1	H69del, V70del, Y1445del, N501Y,  A570D, D614G, P681H
40588-V07E7	NP	D3L, R203K, G204R, S235F
40588-V07E8	NP	D3L, S235F
40589-V08B6	S-ECD	H69del, V70del, Y145del, N501Y, A570D, D614G, P681H, T716I, S982A, D1118H

南非突变株 B.1.351 重要突变位点研究
货号	抗原	突变位点
40592-V08H59	RBD	K417N
40592-V08H84	RBD	E484K
40592-V08H85	RBD	K417N, E484K, N501Y
40591-V08H10	S1	K417N, E484K, N501Y, D614G
40591-V08H13	S-NTD	del(L242,A243,L244), L18F,D80A,D215G,R246I
40591-V08H15	S1	del(L242,A243,L244), D215G, D80A, E484K, K417N, L18F, N501Y, R246I, D614G
40589-V08B7	S	del(L242,A243,L244), A701V, D215G, D80A, E484K, K417N, L18F, N501Y, R246I，D614G
40588-V07E9	NP	T205

巴西突变株 P.1 重要突变位点研究
货号	抗原	突变位点
40592-V08H86	RBD	E484K,K417N,N501Y
40591-V08H14	S1	L18F, T20N, P26S,  D138Y, R190S, K417N,  E484K, N501Y, D614G, H655Y
40589-V08B8	S	L18F, T20N, P26S, D138Y, R190S, K417N, E484K, N501Y, D614G, H655Y, T1027I
40588-V07E11	NP	P80R

加州 B.1.429 突变株重要突变位点研究
货号	抗原	突变位点
40591-V08H17	S1	W152C, L452R, D614G
40592-V08H28	RBD	L452R

突变蛋白-中和抗体敏感性降低
货号	抗原	突变位点
40591-V08H9	S1	HV69-70 deletion,  N439K, D614G
40592-V08H12	RBD	Y508H
40592-V08H14	RBD	N439K
40592-V08H23	RBD	Q414E
40592-V08H28	RBD	L452R
40592-V08H30	RBD	T478I
40592-V08H31	RBD	V483I
40592-V08H35	RBD	I472V
40592-V08H4	RBD	A435S
40592-V08H5	RBD	V483A
40592-V08H50	RBD	A475V
40592-V08H83	RBD	F490L

新冠抗体产品

货号	分子	抗体类型	应用
40150-D001	S	Chimera MAb	ELISA, Neutralization
40150-D002	S	Chimera MAb	ELISA, Neutralization
40591-MM43	S	Mouse MAb	ELISA, Neutralization
40592-MM57	S	Mouse MAb	ELISA, Neutralization
40592-R0004	S	Rabbit MAb	ELISA, Neutralization
40592-R001	S	Rabbit MAb	ELISA, Neutralization
40592-MM55	S	Mouse MAb	ELISA, Non-Neutralization
40592-R493	S	Rabbit MAb	ELISA, Non-Neutralization
40591-MM42	S	Mouse MAb	WB,ELISA
40150-R007	S	Rabbit MAb	ELISA
40590-D001	S2	Chimera MAb	ELISA
40143-MM05	NP	Mouse MAb	ELISA, Neutralization
40143-MM08	NP	Mouse MAb	WB,ELISA
40143-R004	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA
40143-R040	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA
40143-R019	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA
40143-R001	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA
40588-R001	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA,ELISA(Det)
40588-MM123	NP	Mouse MAb	WB,ELISA,ELISA(Cap)
40588-MM124	NP	Mouse MAb	WB,ELISA,ELISA(Cap), ELISA(Det)
40588-R002	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA,ELISA(Cap)
40588-R004	NP	Rabbit MAb	WB,ELISA
40588-R006-1	NP	Rabbit MAb	ELISA,ELISA(Det)

新冠检测试剂盒、假病毒、基因产品

货号	名称	用途
KIT40588	Nucleoprotein / NP ELISA Kit	双抗夹心法，定量检测样本中新冠Nucleocapsid蛋白水平
KIT40591	Spike ELISA Kit	双抗夹心法，定量检测样本中新冠Spike S1蛋白水平
KIT40592	Spike RBD ELISA Kit	双抗夹心法，定量检测样本中新冠Spike RBD蛋白水平
KIT001	Inhibitor Screening ELISA Kit	ELISA竞争法，高通量、快速筛选出具有中和功能的抗体大分子或其他阻断剂
KIT002	Spike RBD Antibody Titer Assay Kit	间接ELISA，检测样本中Spike RBD抗体滴度
KIT003	Spike S1 Antibody Titer Assay Kit	间接ELISA，检测样本中Spike S1抗体滴度
KIT004	Spike S1+S2 ECD Antibody Titer Assay Kit	间接ELISA，检测样本中Spike S1+S2 ECD抗体滴度
KIT005	Nucleocapsid/N Antibody Titer Assay Kit	间接ELISA，检测样本中Nucleocapsid抗体滴度
KIT006	Spike RBD Antibody Titer Assay Kit (Mouse)	间接ELISA，检测小鼠样本中Spike RBD抗体滴度
KIT007	Spike S1 Antibody Titer Assay Kit (Mouse)	间接ELISA，检测小鼠样本中Spike S1抗体滴度
PSV001	Spike Pseudovirus	新冠Spike假病毒，安全性高，替代真毒，用于中和抗体/血清检测等研究
PSV005	Spike (D614G) Pseudovirus	新冠Spike (D614G)突变假病毒，安全性高，替代真毒，用于中和抗体/血清检测等研究
VG40771-UT	Spike(B.1.1.7) Gene ORF cDNA clone expression plasmid (CodonOptimized)	新冠英国突变株(B.1.1.7)Spike表达载体
VG40772-UT	Spike(B.1.351) Gene ORF cDNA clone expression plasmid (CodonOptimized)	新冠南非突变株(B.1.351)Spike表达载体

End

参考资料：

[1]https://doi.org/10.1101/2021.02.06.21251159

[2]https://doi.org/10.1101/2020.12.24.20248822

[3]https://doi.org/10.1101/2021.02.22.432357

[4]https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.11.30.405472v1

[53]https://doi.org/10.1101/2021.02.18.431897