H7N9禽流感病毒血凝素HA2结构域全人源中和抗体的制备及其表位鉴定

The first identified cases of human infection with a novel avian-origin influenza A (H7N9) virus occurred in China during the spring of 2013 and were characterized by respiratory distress syndrome (ARDS), respiratory failure and high fatality. Hundreds of H7N9 infections have been detected and the number is still increasing today. Currently, there are no effective prophylactic or therapeutic measurements available in the clinical settings beside the supporting treatments. Antibody can be not only used for passive immunity to high risk susceptible population in endemic areas, but also used for treatment of clinical patients. The development of human antibodies with broad spectrum neutralizing activities against H7N9 virus will be of great importance in containing this new emerging disease. Single B cell antibody cloning is used to develop human antibodies against hemagglutinin domain 2 of avian influenza A H7N9 virus, and Multiple Copy Simultaneous Search (MCSS) is applied to predict the epitopes based on the antibody variable domain structure. The outcomes of this project will give multiple strains of human broadly neutralizing antibodies with their binding epitopes being predicted and validated, and this will serve as the foundation for H7N9 recombinant vaccine design. More importantly, this study could optimize and improve the prophylactic and therapeutic strategies against H7N9 avian influenza.

人感染H7N9禽流感病毒自2013年初在我国首次发现以来，已导致数百人感染，可引起感染者出现急性呼吸窘迫综合征及呼吸衰竭，死亡率高而且病例数仍在持续增加。临床上除采取对症治疗外，缺乏有效的预防和治疗措施。抗体制剂不仅可以对流行区的高危易感人群进行紧急被动免疫，对于临床病人还可起到治疗作用。因此，研发针对该病毒的具广谱中和活性的人源抗体对于控制该病的流行具有重要意义。本研究拟应用单B细胞抗体克隆技术制备针对H7N9禽流感病毒HA2结构域的、具有广谱中和活性的全人源抗体分子，并通过多切块分子优化法鉴定其抗原表位。通过本研究可获得多株具广谱中和活性的人源抗体，预测其抗原表位并验证，为该病毒的重组疫苗设计奠定基础，同时也将优化和改善针对H7N9禽流感的预防和治疗策略。

自2013年我国发现全球首例人感染H7N9禽流感以来，已发生多起疫情，感染造成多人死亡。研究表明，H7N9病毒已出现基因改变，不仅发生了适应性变化，而且已从低致病性向高致病性禽流感病毒进化。此外，多起人群聚集性感染事件表明，H7N9禽流感的人传人风险不容忽视。H7N9禽流感严重威胁着人类健康，是我国及世界面临的一个重大公共卫生挑战。目前临床上缺乏有效地预防和治疗手段。本项目利用噬菌体展示技术（phage display）平台筛选人源中和抗体，利用多切块分子优化（Multiple Copy Simultaneous Search, MCSS）计算方法对中和抗体的结合表位进行预测，并通过实验对预测的表位加以验证。. 本项目分离了11例H7N9恢复期患者外周血中的单个核淋巴细胞（PBMC），成功构建人源性禽流感病毒H7N9单链抗体文库(scFv), 库容为1.67×107，测序结果显示scFv文库多样性好，scFv基因阳性率为94%，准确率为95.7%。利用该文库筛选获得4株针对H7N9血凝素HA的人源单抗分子，微量中和实验验证了其中和病毒的功能活性，这4株单抗在体外微量中和实验中对多个H7N9毒株（毒株来源为江苏、浙江、安徽、上海）均表现出良好的中和效果（可达75-100%）。完成了对部分单抗分子的动物体内保护性实验，并完成了功能抗体的表位预测及体内外验证工作。. 本项目共发表研究论文10篇，其中SCI收录3篇，授权国家发明专利4项，实用新型专利1项，顺利完成本课题研究目标。研究成果具有良好的应用前景，研发的人源中和单抗可以作为候选分子进行抗体药物的开发，有助于优化和改善针对H7N9禽流感的预防和治疗策略，提高抗病毒疗效，从而降低H7N9禽流感的发病率和死亡率；同时也为其它相关亚型流感的抗体及疫苗研究提供借鉴。