自新型冠状病毒肺炎疫情暴发后，全球研究人员就开始与时间赛跑。从病毒基础研究到快速精准检测试剂开发，从治疗药物试验到疫苗研发，科研人员一直在争分夺秒，携手抗击疫情。

　　2019年12月，武汉出现了不明原因的感染性肺炎，经研究确认，新型冠状病毒(SARS-CoV-2，以下简称“新冠病毒”)为此次疫情的病原体。新冠病毒是单股正链RNA病毒，病毒基因编码几个结构蛋白包括棘突蛋白(spike protein，S蛋白)、包膜蛋白(envelope protein，E蛋白)、膜蛋白(membrane protein，M蛋白)和核蛋白(nucleoprotein，N蛋白)。其中，S蛋白是病毒进入细胞以及介导细胞融合的重要的病毒结构蛋白，N蛋白在病毒的包装、复制和蛋白质翻译等过程中起关键作用，这两个蛋白是病毒检测试剂及治疗药物研究的焦点。

　　新冠病毒感染所引发的肺炎(以下简称“新冠肺炎”)疫情迄今已持续3个多月，国内疫情形势向好，但海外疫情愈发严重。截至2020年4月20日8时，全球累计报告确诊病例2401379例，死亡病例1650044例，对全球社会、经济造成了极大的影响。

　　科技助推新冠病毒快检 

　　疫情防控需要筛查所有疑似人群，找到感染病例。《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第七版)》将新冠病毒核酸检测和新冠病毒特异性IgM、IgG抗体检测纳入确诊新冠肺炎的诊断标准。这两种检测方法各有优势、互为补充。

　　病毒特异性IgM、IgG抗体检测是对人体血液中的抗体水平进行检测：在病毒感染急性期，人体免疫系统会产生大量的IgM抗体;在恢复期，IgG抗体滴度较急性期有4倍以上增高。该方法检测结果准确，但由于个体差异，在疾病感染早期人体并无抗体产生。因此，早期筛查更依赖核酸检测。在前期的临床实践中发现，由于样本采集部位、采集手法、保存条件以及试剂盒灵敏度等问题，新冠病毒核酸检测结果易出现大量“假阴性”，阳性率只有30%～50%。同时，由于核酸检测的整个操作流程需要专业人员采样、二级及以上生物安全实验室级别的检测环境、特殊的仪器设备以及专业检测人员进行检测和结果分析，平均时长2～3小时，给疾病确诊及病毒防控工作造成了一定的限制。因此，新冠肺炎的确诊还需要抗体检测作为辅助。

　　到目前为止，国家药品监督管理局已应急审批通过17个新冠病毒核酸检测试剂、8个抗体检测试剂，其中有5个为胶体金法研发的检测试剂。胶体金免疫层析技术是近年来发展迅速且简便、快捷的检测方法。该方法选用纯化的新冠病毒抗原作为固相物，利用间接法原理检测血清中是否含有人抗新冠病毒抗体。当待检样本中含有人抗新冠病毒抗体时，抗体先与金标记的抗原结合，由于层析作用反应物沿包被膜向前移动，当遇到包被抗体时，就会形成抗体-金标抗原-抗体复合物从而富集在包被线上形成红色的沉淀线。该方法操作便捷、检测时间短，且无特殊实验环境及专业人员要求，仅需采集血液标本，在很大程度上能够降低医护人员在标本采集和检测过程中被感染的风险，可广泛应用于现场检测以及基层医疗机构的疾病筛查。考虑到在感染的不同时期机体响应病毒产生的抗体类型不同，为提高检出效率，临床一般采用IgM/IgG抗体联合检测。

　　针对这一研发目标，祥耀生物公司团队在获取新冠病毒序列后，立即联络多方资源，利用自有的蛋白表达平台，制备了病毒的N蛋白、S蛋白、S蛋白的受体结合域(receptor binding domain，RBD)蛋白等核心原料，研发出快速检测试剂盒，委托有生产资质的诊断试剂生产企业生产，并交付定点医院进行血清阴性检出率及阳性检出率的临床测试。为了得到特异性更强、准确度更高的胶体金检测试纸条，团队同时对S蛋白和N蛋白进行序列分析，合成并筛选出多个新冠病毒的优势抗原表位肽，并基于抗原表位肽开发出了灵敏度高、一致性好的IgM/IgG抗体诊断试剂盒。该试剂盒操作便捷，仅需采一滴血，10分钟即可肉眼获知检测结果(见图1)，大大缩短了检测时间。目前临床数据显示，祥耀生物公司的新冠病毒抗体快检试剂盒与核酸检测试剂盒相比，阳性检出的一致性为95%，该产品目前已通过欧盟CE认证。

　　加速推进新冠病毒药物研发 

　　在积极开发病毒检测工具的同时，祥耀生物公司的研发人员也开展了新冠肺炎单抗药物的研发工作。截至2020年3月24日，全球共有290项与新冠肺炎治疗及预防相关的临床试验正在进行中，其中有268项临床试验是在中国开展的，涉及50多种中药制剂及小分子药物、5个抗体药物及2个新冠病毒疫苗。除新冠病毒疫苗外，所有的治疗药物均为老药新用。小分子药物瑞德西韦的临床试验还在进行中，但该药物有一定的肝毒性。目前，尚无确切的证据证实现有药物在保证安全性的前提下对新冠病毒感染有较好的治疗作用。

　　在当前新冠肺炎无特效治疗药物的情况下，基于严重急性呼吸综合征(SARS)的治疗经验，对重型及危重型患者，利用康复者恢复期血浆治疗成为官方推荐方案。2020年2月28日，国家卫生健康委员会对外公布，157名患者接受新冠肺炎康复者血浆治疗，其中，91名患者症状有所改善，有效率约58%。该治疗方案中起关键作用的是康复者恢复期血浆中的病毒中和抗体。如果成功研制出新冠病毒疫苗，也是通过疫苗注射入人体后激发免疫系统产生中和抗体从而抑制病毒感染。中和抗体特异性靶向病毒，不会与人体组织发生交叉反应，作为治疗药物其可在确保安全性的同时显著提高重型及危重型患者的治愈率。

　　● 抗体制备技术

　　目前常用的抗体制备方法包括杂交瘤技术、噬菌体展示技术和单个功能性B细胞测序技术。

　　杂交瘤技术是采用特异性免疫原免疫动物，使其产生能分泌特异性抗体的B细胞，该类细胞与骨髓瘤细胞经体外融合和筛选后可得到能永生化的分泌抗体的杂交瘤细胞，免疫时长一般为2～3个月。在获得杂交瘤细胞后还需要制备抗体，进一步验证抗体的功能。通过杂交瘤技术获得的抗体亲和力高、特异性强，但研发周期长，抗体还需要经人源化的基因工程改造降低免疫原性才能用于成药。

　　噬菌体展示技术是通过分离个体的外周血B细胞，采用反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)技术扩增出抗体轻重链可变区基因，并将该基因片段随机克隆入相应载体，构建成为Fab或ScFv等形式的抗体文库，再将抗体基因插入噬菌体编码的膜蛋白的基因III(g3)或基因VIII(g8)的先导序列的下游，使外源抗体基因的表达产物以融合蛋白的形式展示在噬菌体外壳蛋白pIII或pVIII的表面，产生含有数十亿个抗体分子的抗体库，通过固相、液相或细胞淘选的方法可短时间内富集大量的高活性抗体。利用该技术可在两个月内得到活性抗体分子，从全人源抗体库中获得的高活性抗体无须进行人源化，可快速进入下游工艺开发，大大缩短了研发时间。

　　单个功能性B细胞测序技术通过将外周血中的B细胞经流式细胞仪分选成单个细胞至96孔板，然后将单个B细胞内抗体基因利用聚合酶链式反应(PCR)技术克隆至表达载体上，并转染至工程细胞株，通过快速重组表达抗体进行功能筛选，可直接获得高活性抗体。

　　●抗新冠病毒抗体药物研发

　　新冠病毒侵染细胞由S蛋白介导。S蛋白由S1、S2两个亚基构成。S1亚基主要负责受体的识别，并介导病毒与宿主细胞的受体结合。S1亚基上的RBD蛋白是受体识别位点，决定病毒的宿主范围和感染特异性，序列具有高度保守性。S2亚基可将S蛋白固定在细胞膜上，介导病毒与宿主细胞的细胞膜融合，同样也是保守序列。通过开发直接结合病毒S1-RBD或S2亚基的单克隆抗体药物，可以阻止S蛋白与其受体结合或使S蛋白丧失生物学活性，即可阻断病毒进入细胞。

　　新冠肺炎疫情暴发后，祥耀生物公司依靠其杂交瘤技术及全人源噬菌体抗体库研发技术平台，于第一时间与华东师范大学、浙江大学附属第一医院共同启动了中和抗体的开发。为了能够快速获得高质量的抗体，项目团队采用“免疫小鼠获得人源化抗体”和“利用康复者恢复期血浆构建抗体库开发全人源抗体”的双线并行研发策略。截至目前，团队已经获得能特异性结合S1-RBD蛋白并阻断S1-RBD与血管紧张素转化酶2(ACE2)受体结合的全人源中和抗体50多株和鼠人源化抗体20多株。其中，有4株全人源抗体在传染病诊治国家重点实验室P3实验室的评估结果显示能很好地抑制病毒活性。祥耀生物公司正在快速推进本项目的临床前工艺开发和安全性评价等各项工作，争取早日将该成果应用于临床。

　　从疫情暴发后近几个月的研发成果可以看出，检测试剂盒是进展最快的领域。在病毒全基因序列公布后的短短16天内，我国已完成了4个检测产品的审批上市。一方面是由于试剂盒开发技术的成熟和原材料供应系统的完善，另一方面也是得益于科学界新发现的公开及共享。在药物研发方面，祥耀生物公司团队之所以能够快速筛选得到中和抗体，主要是得益于其多平台的研发思路和“产、学、研”结合的研发模式。同时，科学家对SARS病毒、中东呼吸综合征(MERS)病毒的前期研究也给新冠病毒治疗药物的研发提供了珍贵材料和重要参考。但是，传染病的发展过程有其特殊性，在控制得当的情况下疫情持续时间往往不会很长，病原体也可能得到完全的清除。新药研发的临床前研究却长达2～3年，在疫情发展期开展的新药研发往往会因疫情过后难以找到临床试验患者、投入产出比低等原因而被终止，这导致了抗感染领域的新药研发进展非常缓慢。

　　18年来，从SARS病毒开始的3次冠状病毒的暴发提醒我们，必须持续关注抗病毒感染药物的研发，坚持完成新冠肺炎治疗药物的开发和研制，努力寻找更有效、更广谱的抗病毒药物，以应对可能发生的下一场流行病。

　　赵文祥，上海祥耀生物科技有限责任公司创始人，上海市青年创业英才。具有10多年抗体药物工业界研发经验，曾任职于南京金斯瑞、上海药明生物、中国科学院上海药物所，参与研发的PD-1单抗、PD-L1单抗和RANKL单抗已进入临床阶段。2019年带队获得第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛全国金奖、第六届“创青春”中国青年创新创业大赛全国金奖。

　　文/赵文祥 李亚男

本文来自《张江科技评论》