2021年1月末現在,パンデミック新型コロナ感染症に対するワクチン接種はすでに始まっており,治療薬や特効薬に期待が繋がれている.同時に,ウイルスの変異による影響や,ひとの社会がどう変化するのか,まだ,明確に理解されている段階ではない.「パラダイムシフトの予感する」と言われているだけであるが,十分な情報はどこにもない状態であるから,これから検討が進むのだろう.mRNAワクチンや治療薬に関するパラダイムシフトが先行する中で,経済のパラダイムシフトや文化・文明のパラダイムシフトなどに関しては,実際,まともな話は一つもない状況である.浮ついた結論を求めるわけではないが,言葉だけ踊って,中身のない結果に終わりそうな雰囲気もある.
ということにしておいて,先行する,ワクチンだの治療薬だの,というより,生物科学系のパラダイムシフトについて,もう少し,探って行こかなと思う.つまりは,閲覧フリーの論文を,もう少し,訳していこうかなというわけである.意外に,そういう情報は,ここ一年,ちょっとずつ報道されてはいるのだろうが,そう多くないのである.
ウイルスの変異とそれに適合する免疫の種類の間の関係はどうなのか,微妙なバランスによる関係が影響しているのかどうか.クレード(clade. 完系統)は, 分類群を結ぶ分岐図の枝でもあるから,ノードをつなぐリンクと考えていいのだろうか.枝(クレード)の分岐点は,種分化が起こったことを示す,とあるから.抗体カクテル治療に関連することもあるのだろう.そこらの詳細はわからないが,微妙な関連が調べられている最中なのかもしれない.免疫が重要なことはわかっているが,具体的な話は,専門家も語りたがらない感じがあるような気がする.
・モノクローナル抗体(monoclonal antibody) --- 単クローン抗体に同じ.単一の抗原決定基に結合する抗体のみを産生する単一クローン由来の抗体.複数の抗体産生性クローン由来の抗体の複合物をポリクローナル抗体という.1984年ノーベル賞受賞の,ケーラー(G. Kohler)とミルシュタイン(C. Milstein)は,1975年,細胞融合法を用いて,抗体産生B細胞と骨髄腫細胞を融合させて抗体産生性融合細胞(ハイブリドーマ)を作ることが可能であることを報告.骨髄腫細胞と抗体産生細胞の間で1対1の融合細胞を作ると,目的の抗体を産生しつつ無限に増殖するハイブリドーマを作製できる.一つ一つの雑種細胞をクローン培養すれば,全て一種類の同じ抗体を作る単一クローン細胞からなるハイブリドーマが確立される.現在では,研究,臨床応用などに使われる抗体の大部分はモノクローナル抗体である.生体や細胞に微量しかない物質の検出、同定,精製,生体内での局在を調べるのに有力な手段であり,がんをはじめ各種の病気の診断,治療,毒素の中和などに幅広く実用化されている.ヒトの病気の治療を目的として,がん抗原やサイトカインおよびその受容体などに対するモノクローナル抗体への応用が期待されている(抗体医薬).
Broad and potent activity against SARS-like viruses by an engineered human monoclonal antibody [SCIENCE]
ヒトモノクローナル抗体の操作によるSARS様ウイルスへの幅広く効果の高い活性化.
[概要] The recurrent zoonotic spillover of coronaviruses(CoVs) into the human population underscores the need for broadly active countermeasures. We employed a directed evolution approach to engineer three SARS-CoV-2 antibodies for enhanced neutralization breadth and potency. One of the affinity-matured variants, ADG-2, displays strong binding activity to a large panel of sarbecoviruses receptor binding domains(RBDs) and neutralizes representative epidemic sarbecoviruses with high potency. Structural and biochemical studies demonstrate that ADG-2 employs a distinct angle of approach to recognize a highly conserved epitope overlapping the receptor binding site. In immunocompetent mouse models of SARS and COVID-19, prophylactic administration of ADG-2 provided complete protection against respiratory burden, viral replication in the lungs, and lung pathology. Altogather, ADG-2 represents a promising broad-spectrum therapeutic candidate against clade 1 sarbecoviruses.
ヒト集団へのコロナウイルス(CoVs)の回帰性人獣共通感染症の波及は,対抗手段を幅広く活性化する必要を浮き彫りにしている.広範で効力の高い中和性を増進するために,3つのSARS-CoV-2抗体を操作する直接的な評価法を採用した.類縁的に成熟した変異型の一つであるADG-2は,sarvecoviruses受容体結合領域(RBDs)の広いパネル(下位分類の広い対象?)に, 強い結合活性を示し,高い効果で,代表的な流行sarvecovirusesを中和する.構造的および生化学的研究は,ADG-2が,受容体結合地点と重なる抗原決定基が強く保護されることを認識するために,異なった観点からの方法を与えることを確かめた.SARSおよびCOVID-19の免疫適合マウスモデルにおいて,ADG-2の予防的投与は,呼吸器への負荷,肺でのウイルス複製および肺疾患を完全に防御した.総じて,ADG-2は, クレード1 sarvecovirusesの,広範に期待の持てる治療薬の代表的候補である.
The coronavirus disease 2019 (COVID-19) pandemic, caused by the β-coronavirus SARS-CoV-2, presents an urgent global health crisis. Although two vaccines and two monoclonal antibody (mAb) therapies have been authorized for emergency use by the FDA, it is unknown whether these vaccines and treatments will provide broad protection against new emerging SARS-CoV-2 strains that originate in humans or animal reservoirs (1). Furthermore, the recurrent zoonotic spillover of CoVs into the human population, along with the broad diversity of SARS-like CoVs circulating in animal reservoirs (2), suggests that new pathogenic CoVs are likely to emerge in the future and underscores the need for broadly active countermeasures.
βコロナウイルスSARS-CoV-2によって引き起こされたコロナウイルス感染症2019(COVID-19)パンデミックは,切迫した地球規模の健康危機を生じている.FDAにより,2つのワクチンと2つのモノクローナル抗体(mAb)治療薬の緊急使用が認可されているが,これらのワクチンや治療薬が,ヒトあるいは動物の(ウイルス)保有者に起源を持つ,新たに出現するSARS-CoV-2の症状に対して,幅広く防御効果があるかどうかはわからない.さらに,ウイルス保有動物に広がるSARS様CoVsの広範な多様性とともに,ヒト集団へのCoVsの回帰性人獣共通感染症の波及により,将来、病原性のCoVsが出現する可能性が示唆され,幅広く有効に対抗できる手段が必要となることが強調される.
Similar to other CoVs, the SARS-CoV-2 spike (S) protein mediates viral entry and is the only known target for neutralizing antibodies (nAbs). Although SARS-CoV and SARS-CoV-2 share 76% amino acid identity in their S proteins, only a limited number of cross-neutralizing antibodies have been described to date (3–6). These rare broadly neutralizing antibodies (bnAbs) represent an attractive opportunity for therapeutic drug stockpiling to prevent or mitigate future outbreaks of SARS-related CoVs, but their limited neutralization potency may translate into suboptimal protective efficacy or impractical dosing regimens. Here, we show that such bnAbs can be engineered for improved neutralization potency while retaining neutralization breadth, and we demonstrate that these bnAbs can provide broad protection in vivo.
他のCoVs同様に,SARS-CoV-2スパイク(S)タンパク質はウイルス侵入を成立させる.そして,中和抗体(nAbs)の唯一知られている標的である.SARS-CoVとSARS-CoV-2では,それらのSタンパク質の76%のアミノ酸が一致するが,今日まで,限られた数の交叉中和抗体が知られるのみである.こういう稀な,どちらにも働く中和抗体(bnAbs)は,SARSに関連するCoVsの将来の発生を防ぎ,あるいは緩和するために備蓄される治療薬の魅惑的な候補にあたるが,限られた中和効果では,最適とは言えない防御効果,あるいは,実のない投与の連続に終わるかもしれない.その様なbnAbsに,幅広く利く中和性を保ったまま,中和能力を改善する操作を行うことができることを示し,その様なbnAbsが,生体において,幅広い防御能力をもたらすことを説明する.
Results
Affinity optimization of SARS-CoV-2 antibodies
We isolated several antibodies from the memory B cells of a 2003 SARS survivor that cross-neutralize multiple SARS-related viruses with relatively modest potency (3). Although breadth and potency are often opposing characteristics, we sought to engineer these bnAbs for improved neutralization potency against SARS-CoV-2 while also maintaining or improving neutralization breadth and potency against other SARS-like viruses. Because binding affinity and neutralization potency are generally well-correlated (7), we employed yeast-surface display technology to improve the binding affinities of three of the bnAbs (ADI-55688, ADI-55689, and ADI-56046) for a prefusion-stabilized SARS-CoV-2 S protein (3, 8–10).
結果
SARS-CoV-2抗体の親和性の最適化
2003年SARSの残存メモリーB細胞から,比較的適度の能力で,多くのSARS関連ウイルスを交叉的に中和する, いくつかの抗体を分離した.幅広さと効果は,しばしば対立する性質であるが,SARS様ウイルスに対して幅広く効果を持った中和能を維持あるいは改善の間でも,SARS-CoV-2に対する中和能力を改善するために,bnAbsの遺伝子操作を求めていた.結合親和性と中和能力は一般的には十分一致するので,融合前安定化SARS-CoV-2タンパク質に対して,3つのbnAbs(ADI-55688, ADI-55689, そしてADI56046)の結合親和性を改善するために,イースト菌表面造影技術を採用した.
Yeast display libraries were generated by introducing diversity into the heavy (HC)- and light-chain (LC) variable genes of ADI-55688, ADI-55689, and ADI-56046 through oligonucleotide-based mutagenesis and transformation into Saccharomyces cerevisiae by homologous recombination (8). Following four rounds of selection with a recombinant SARS-CoV-2 S1 protein, improved binding populations were sorted and between 20 and 50 unique clones from each lineage were screened for binding to SARS-CoV-2 S (10) (Fig. 1, A and B, and fig. S1). The highest affinity binders from each of the three lineages bound to the S protein with monovalent equilibrium dissociation constants (KDs) in the picomolar range, representing 25 to 630-fold improvements in binding relative to their respective parental clones and surpassing the affinities of several clinical-stage nAbs (S309, REGN10987, REGN10933, and CB6/LY-CoV16) (Fig. 1B and fig. S2A) (4, 11, 12). To determine whether the improvements in SARS-CoV-2 S binding affinity translated into enhanced neutralization potency, we selected between 9 and 14 affinity-matured progeny from each lineage and evaluated them for SARS-CoV-2 neutralizing activity in a murine leukemia virus (MLV) pseudovirus assay (13). All of the affinity-matured antibodies showed improved neutralizing activity relative to their parental clones, and the most potent neutralizers from each lineage (ADG-1, ADG-2, and ADG-3) displayed neutralization IC50s that were comparable to or lower than those observed for the clinical SARS-CoV-2 nAb controls (Fig. 1B). Interestingly, however, we observed no correlation between the binding affinities and neutralization potencies of ADG-1, -2, and -3 and the clinical-stage antibodies, suggesting neutralization potency is more tightly linked to fine epitope specificity than binding affinity to prefusion S (fig. S2B).
イースト菌造影ライブラリーは,相同な組み替えによって,パン酵母へのオリゴヌクレオチドベースの突然変異生成と形質転換を通じて,ADI-55688, ADI-55689およびADI-56046のヘビー鎖(HC)およびライト鎖(LC)可変遺伝子に多様分化を導入することで生成される.組み替えSARS-CoV-2 S1タンパク質による4回の淘汰に続いて,改良結合集団が分類され,SARS-CoV-2 S に結びつけるために,各系統から,20および50のユニークなクローンがスクリーンされた.3つの系統から各々最も高い親和性を持つ結合体を,ピコモルの範囲において,完全平衡解離定数(K_Ds)で,Sタンパク質と結合させたところ,代表的な親クローンに比較して25から630倍の改善を示し, 幾つかの 臨床段階nAb(S309, REGN10987, REGN10933およびCB6/LY-CoV16)をしのいでいた.SARS-CoV-2 S 結合親和性における改善が中和能増大に反映するかどうかを確かめるために,各系統から,9および14の親和性の成熟した子孫を選んで,マウス白血病ウイルス(MLV)擬ウイルス検査におけるSARS-CoV-2中和活性を評価した.親和性成熟抗体は全て,親クローンに比較して中和活性を改善し,各系統(ADG-1, ADG-2およびADG-3)からのほとんどの有効中和因子は,臨床的SARS-CoV-2 nAb 対照に対して比較される,あるいは,それらに観察されるものより低い,中和IC_50s値を示した.面白いことには,ADG-1, ADG-2およびADG-3の結合親和性と中和能力の間に関連性はなく,中和能力は,融合前Sへの結合親和性よりも,小さなエピトープの特性により固く結びついていることが示唆されている.
Because in vitro engineering can lead to polyreactivity with potential risks of off-target binding and accelerated clearance in vivo (14), we evaluated ADG-1, ADG-2, and ADG-3 in a polyreactivity assay that is predictive of serum half-life in humans (15). All three antibodies lacked polyreactivity in this assay, indicating a low risk for poor pharmacokinetic behavior (fig. S3). The three antibodies also showed low hydrophobicity, a low propensity for self-interaction, and thermal stabilities within the range observed for clinically approved antibodies (fig. S3). Thus, the process of in vitro engineering appeared not to negatively impact biophysical properties that are often linked to characteristics such as serum half-life, ease of manufacturing, ability to formulate to high concentrations, and long-term stability.
試験管における操作は,標的外への結合や生体でさらに加速されるリスクを持つ多反応を生じることがあるので,ヒトにおける血清の半減期を示す多反応検査において,ADG-1, ADG-2およびADG-3を評価した.この検査では,3つ全ての抗体が,多反応性を欠いており,危うい薬物動態のリスクは低いことを示している.3つの抗体は,また,低疎水性,低い自家反応性,臨床的に認可された範囲における熱安定性を示した.したがって,試験管での操作の経過は,しばしば血清の半減期としての特徴,生産の容易さ,高濃度製成および長期安定性に関連する生物物理学的な特性に,否定的な影響は見受けられなかった.
Neutralization breadth and potency of down-selected antibodies
To determine whether the process of affinity engineering impacted neutralization breadth, we evaluated ADG-1, ADG-2, and ADG-3, as well as their respective parental antibodies, for neutralizing activity against a panel of representative clade 1 sarbecoviruses (SARS-CoV, SHC014-nLuc, SARS-CoV-2-nLuc, and WIV-1-nLuc). SHC014 and WIV-1 were selected because these two bat SARS-like viruses readily replicate in primary human airway cells, suggesting potential for direct transmission to humans (16, 17). Consistent with the MLV-SARS-CoV-2 assay results, ADG-2 displayed highly potent neutralizing activity against authentic SARS-CoV-2-nLuc, with an IC50 comparable to or lower than those observed for clinical-stage SARS-CoV-2 nAbs (4, 11, 12, 18) (Fig. 1C and fig. S4). Furthermore, in contrast to the benchmark nAbs, ADG-2 displayed high neutralization potency against authentic SARS-CoV and the two bat SARS-related viruses, with IC50s between 4 and 8 ng/mL (Fig. 1C and fig. S4). ADG-3 and the clinical nAb S309 also cross-neutralized all four sarbecoviruses but with markedly lower potency than ADG-2.
選択抗体の中和範囲と効力
親和性の操作過程が中和能の範囲を広げることに影響するかどうかを確かめるために,代表的なクレード1sarbecoviruses(SARS-CoV, SHC014-nLuc, SARS-CoV-2-nLuc および WIV-1-nLuc)のパネルに対する中和活性のための, 3つそれぞれの親にあたる抗体と同様に,ADG-1, ADG-2およびADG-3の評価を行った.SHC014およびWIV-1は,これら2つのコウモリSARS様ウイルスが,主にヒトの気管細胞で容易に複製し,ヒトに直接伝染する能力が示唆されるという理由から選ばれた.MLV-SARS-CoV-2検査の結果と同じく,ADG-2は,臨床段階nAbsの観察によるものと比較できる,あるいは低いIC_50により,真性SARS-CoV-2-nLucに対する高い中和活性能を示した.さらに,ベンチマーク(基準) nAbsと対照的に,ADG-2は,4および8 ng/mLの間のIC_50sにより,真性SARS-CoV,および,2つのコウモリSARS様ウイルスに対する高い中和能を示した.ADG-3および臨床的nAb S309もまた,4つ全てのsarbecovirusesを交叉中和するが,ADG-2より著しく低下した能力だった.
Based on its potent cross-neutralization and favorable biophysical properties, we selected ADG-2 as a lead therapeutic candidate and confirmed its potent neutralizing activity in an alternative authentic SARS-CoV-2 neutralization assay (IC50 ~1 ng/mL) (Fig. 1, C and D, and fig. S4). Because SARS-CoV-2 D614G has emerged as the dominant pandemic strain (19), we also performed neutralization studies with MLV-SARS-CoV-2 D614G and confirmed that ADG-2 retains potent neutralizing activity against this strain (fig. S5).
交叉中和能と好ましい生物物理的な特性に基づいて,ADG-2を最初の治療薬候補に選んで,別な真性(本来の)SARS-CoV-2中和検査(IC_50~1 ng/mL)における,その中和活性能を確かめた.SARS-CoV-2 D614Gがパンデミック主流株として生じたという理由から,MLV-SARS-CoV-2 D614Gを使った中和性の研究も行い,ADG-2が,この株に対する中和活性能を維持していることを確かめた.
ADG-2 displays broad binding activity to clade 1 sarbecovirus RBDs
We further assessed the breadth of sarbecovirus recognition by ADG-2 by measuring its apparent binding affinity (KDApp) to a panel of 17 representative sarbecovirus RBDs expressed on the surface of yeast (20). Thirteen viruses were selected from clade 1—representing the closest known relatives of SARS-CoV-2 (GD-Pangolin and RaTG13) to the most divergent (SHC014 and Rs4231)—as well as four viruses from the distantly related clades 2 and 3, which do not use ACE2 as a host receptor (21) (Fig. 2A). Recombinant hACE2-Fc and the benchmark SARS-CoV-2 nAbs described above were included as controls. In agreement with prior reports (10, 20), hACE2 only recognized clade 1 RBDs and bound with higher affinity to SARS-CoV-2 than SARS-CoV (Fig. 2B).
ADG-2は,クレード1sarbecovirusRBDsへの広い結合活性を示す
さらに,イースト表面に発現する17の代表的なsarbecovirus RBDsのパネルへのその明らかな結合親和性(K_D^App)を測定して,ADG-2のsarbecovirusの認識の範囲を検査した.クレード1から--- SARS-CoV-2の既知の最近縁株(GD-PangolinおよびRaTG13)から,最も枝分かれした株(SHC014およびRs4231)までを表す --- 13のウイルスが選ばれた.同様に,宿主受容体としてACE2を使わない,遠縁(株)のクレード2および3から4つのウイルスが選ばれた.組み替えhACE2-Fcと上記の基準SARS-CoV-2 nAbsは,対照のために含まれている.先のレポートと合致して,hACE2のみがクレード1RBDsを認識し,SARS-CoVよりSARS-CoV-2により高い親和性で結びつく.
治療薬の開発はワクチン開発とは異なる面もあるのだろうが,mRNAワクチンの開発戦略と共通の戦略をとっている感じもある.翻訳はなんの保証もないのであしからずだが,ちょっと,共通な戦略方針を読み取れる気がする.
「mRNAワクチンは貨幣である」という類似は容易く脳裏に浮かぶ.とすれば,「感染症は経済である」という類似も然りである.「ワクチンは巨額の金に化ける」とか,中国と欧米のワクチン戦争を引き起こすとか,話としては面白いが,実際的な,つまりは,歴史的経緯の論理構成としては,さほど重要でない.貨幣の,価値鏡とか等価形態にある商品とかいわれる面と,貨幣の物神性(商品の物神性であり,資本の物神性でもある)という面を,ウイルスに対するワクチンに喩えてみた. 必ずしも簡単でない統一に, 似た面があるのじゃないかという感じである. ウイルス感染症を巡る話と,経済学的な話の間に,安易なアナロジーをたてるのもどうかというものだが,手がかりとしてちょっとかんがえてみるのも面白いかもしれない.
最近の感染者の減少というのか安定化というのかも, 変異株のウイルスが十分な優勢を固めるための準備期間とみるのか, 変異株にも影響する要因によるものなのか, そこらの心配も感じながら, エビデンス十分な連中が話しはぐらかしたがるから, 議論が全然進まない. じゃあ, 銀座に行こうという方が受けが良い.
いつの間にか,タダblogの字数制限に達してしまった.翻訳は意外と字数を食う.記事を(9)の2として分けることにした.二階ヤクザ会食は殺人謀議に等しいとか,評論家は政治家や取り巻きヤクザの手下で節操のない連中だという発言に,その筋からの圧力が加わったわけではない.みみっちくいうより,男女関係なく,そういう体質の温存が,依然として,傲岸に社会に根ざしているという面も,国民の意識にないわけでないから,言ってみただけである.「男であるだけで」,「女であるだけで」の「~であるだけで尊重されねばならない」という意味が,保たれないところに,意識の弱さの問題があるのではなかろうか.両性は,男である,女であるというだけで尊重されるべきものであって,たとえ,外ヅラはM女王,内ヅラはS女王でも,関係ないのである.日本国憲法では,両性の平等は,そういうものになっていると記憶している. 細かいことにこだわりすぎると,「山の神」という様な言葉がある様に,女性は神まがいの面もあるから,神学論争じみた話になって,むしろ,それぞれのエゴに基づく断絶を生むことになりかねない.
テレ朝の報道番組で,神奈川湘南の研究所と慶大(医)の共同研究で,日本の守護神獣ゴジラの様な日本型変異株が,欧米株に,ウイルス干渉なのか,封じられつつあるというニュースを,たまたま聞いてて,GO TO悪者論ではないが,少し科学的配慮の欠如した影響が災いしているのではないかという趣旨にもつながるので,言い方をぼかしていたが,語られていた様に思う.日本変異株については,目立って,報道等ではフォローがない感じだが,私は動向を知りたいと思う.重症化しにくい日本変異株が,感染の拡大や重症化やあるいは死亡率を抑える働きをしてくれていたが,それが,欧米株あるは南アやブラジル,あるいは,さらなる,ワクチンの効果に影響を及ぼす様な変異株の影響が,外堀,内堀を埋められた状態の日本で蔓延し始めるかもしれないという,恐れていた事態を招く可能性に繋がるかもしれない.変異株の追跡は重要であるというコメントもあるから,専門家は厳重な意識でモニターしているのだろうが,防げるかどうか,あるいは,どっちに転ぶかは,また,別ごとでもある.