中和性核酸适配体阻断S/RBD-ACE2结合并防止新冠病毒感染人体细胞

导致2019 COVID-19大流行的新型冠状病毒（SARS-CoV-2）已成为目前全球人类健康的最大威胁。研究发现，新冠病毒表面的S蛋白受体结合域 (S/RBD) 与宿主细胞上的血管紧张素转换酶2 (ACE2) 结合是病毒感染人体细胞的关键步骤。所以，阻断S/RBD-ACE2结合是预防和治疗新冠疾病的发展方向。美国康奈尔大学Houston Methodist研究所团队开发了一种高效中和性核酸适配体，能够有效的阻断病毒感染人体细胞，展示了一种新思路用于预防和治疗COVID-19。

首先，为获取SARS-CoV-2病毒表面的S/RBD的特异性核酸适配体，作者以S/RBD包被的琼脂糖微球模拟病毒作为靶标，通过6轮的富集和负筛组合筛选和高通量序列分析，得到了三个不同Motif特征的序列簇。他们以Motif-1簇中的核酸适配体Aptamers-1和-2和Motif-2簇中的Aptamer-6作为代表进行了进一步的功能研究。Aptamer-1和-2以及Aptamer-1 core和-2 core均可特异性地靶向S/RBD。并且，Aptamer-1和-2具有良好的特异性，能够高效和病毒模拟物结合，但是培养细胞和人体血细胞均无非特异性结合。重要的是，核酸适配体在4-37 ℃温度范围内以及生理Mg²⁺浓度范围内都具有正常功能。表明它们可以用在体内体外的治疗，具有临床使用潜力和开发价值。

为了验证核酸适配体的治疗潜力，作者通过酶联免疫吸附试验（ELISA）证实了Aptamer-1和-2可有效阻断S/RBD与ACE2的结合。其次，使用SARS-CoV-2假病毒和ACE2-293T宿主细胞系统进行病毒中和试验。定量分析显示，Aptamer-1和-2能有效阻断病毒并防止宿主细胞感染，中和IC₅₀分别为76.9 nM和53.0 nM。最后，作者使用SARS-CoV-2原始病毒（菌株：USA-WA1/2020）和Vero E6宿主细胞系统进行了阻断试验研究。结果显示，核酸适配体可以有效的阻断SARS-CoV-2原始病毒，并且保护宿主细胞免受病毒感染（图1）。

图1 S/RBD Aptamer-1和-2可阻断SARS-CoV-2假病毒（a），SARS-CoV-2原始病毒(b)，并保护宿主细胞免受病毒感染。

综上所述，核酸适配体可以阻断S/RBD-ACE2相互作用，有效的阻断SARS-CoV-2病毒，保护宿主细胞免受感染。这项研究提供了一个新的治疗方案用来预防和治疗COVID-19疾病。为了进一步验证核酸适配体的临床实用性，该实验室正在进行临床前期研究。

这一成果近期发表在Angewandte Chemie International Edition 上，文章的第一作者是美国康奈尔大学Houston Methodist研究所刘晓辉博士（博士后）。

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Neutralizing aptamers block S/RBD-ACE2 interactions and prevent host cell infection

Xiaohui Liu, Yi-ling Wang, Jacky Wu, Jianjun Qi, Zihua Zeng, Quanyuan Wan, Zhenghu Chen, Pragya Manandhar, Xinping Fu, Xiaoliu Zhang, Eric Salazar, Michihisa Umetani, Mehmet Sen, Richard C. Willson, Shu-hsia Chen, Youli Zu, Victoria S. Cavener, Nina R. Boyle, Suresh V Kuchipudi, Vivek Kapur

Angew. Chem. Int. Ed., 2021, DOI: 10.1002/anie.202100345