Plizyè antikò yo deja itilize oswa sou devlopman kòm terapi pou tretman COVID-19.Avèk aparisyon nouvo varyant kowonaviris sendwòm respiratwa egi grav 2 (SARS-CoV-2), li enpòtan pou predi si yo pral toujou sansib a terapi antikò.Starr et al.Yo te itilize yon bibliyotèk ledven, ki kouvri tout mitasyon nan domèn obligatwa reseptè SARS-CoV-2 ki pa pral deranje reseptè lame a (ACE2), epi kat jeyografik ki jan mitasyon sa yo afekte twa prensipal anti-SARS-CoV. -2 antikò obligatwa.Chif sa yo idantifye mitasyon ki chape antikò obligatwa, ki gen ladan mitasyon sèl ki chape anba de antikò yo nan melanj nan antikò Regeneron.Anpil mitasyon ki chape anba yon sèl antikò ap gaye nan imen.
Antikò yo se yon terapi potansyèl pou tretman kowonaviris sendwòm respiratwa egi grav 2 (SARS-CoV-2), men li pa klè ke viris la devlope pou chape risk yo.Isit la, nou kat jeyografik ki jan tout mitasyon nan domèn obligatwa reseptè SARS-CoV-2 (RBD) afekte obligatwa bwason REGN-COV2 ak antikò LY-CoV016 la.Kat konplè sa yo revele yon mitasyon asid amine ki konplètman evade melanj REGN-COV2, ki konpoze de de antikò REGN10933 ak REGN10987 ki vize diferan epitop estriktirèl.Chif sa yo tou idantifye mitasyon viris yo chwazi nan pasyan ki pèsistans enfekte trete ak REGN-COV2 ak pandan seleksyon an vitro viris chape.Finalman, figi sa yo revele ke mitasyon ki chape anba yon sèl antikò yo deja prezan nan sikile SARS-CoV-2 tansyon.Kat konplè chape sa yo ka eksplike konsekans mitasyon yo obsève pandan siveyans viris yo.
Antikò yo ap devlope pou trete sendwòm respiratwa egi grav coronavirus 2 (SARS-CoV-2) (1).Antikò kont sèten lòt viris ka rann inefikas pa mitasyon viris yo chwazi pandan tretman pasyan ki enfekte (2, 3) oswa mitasyon viral ki gaye globalman pou konfere rezistans nan tout viris clade la.Se poutèt sa, detèmine ki mitasyon SARS-CoV-2 ki ka chape antikò kle yo enpòtan pou evalye kijan mitasyon yo obsève pandan siveyans viris yo afekte efikasite nan terapi antikò.
Pifò antikò anti-SARS-CoV-2 dirijan yo vize domèn reseptè viral viral (RBD), ki medyatè lyen ak reseptè anzim konvèti anjyotansin 2 (ACE2) (5, 6).Dènyèman, nou te devlope yon metòd analiz gwo twou san fon mitasyon kat jeyografik ki jan tout mitasyon nan RBD afekte fonksyon li yo ak rekonesans pa antikò antiviral (7, 8).Metòd la enplike nan kreye yon bibliyotèk mutan RBD, eksprime yo sou sifas ledven, epi sèvi ak klasman selil ki aktive fliyoresans ak sekans gwo twou san fon pou evalye kijan chak mitasyon afekte plisman RBD, afinite ACE2 (mezire nan yon seri titrasyon), ak lyezon antikò. (Figi S1A).Nan etid sa a, nou te itilize bibliyotèk repetitif mutan ki dekri nan (7), ki konpoze de varyant RBD barcoded, ki kouvri 3804 nan 3819 mitasyon posib asid amine yo.Bibliyotèk nou an te prepare nan background jenetik RBD nan izole bonè Wuhan-Hu-1 la.Malgre ke frekans plizyè mutan ap ogmante, yo toujou reprezante sekans RBD ki pi komen yo (9, 10).Nou te trase de nan 2034 mitasyon ki pa deranje plisman RBD ak ACE obligatwa (7) kòman yo pase bwason REGN-COV2 (REGN10933 ak REGN10987) (11, 12) ak LY-CoV016 Eli Lilly a fòm recombinant nan antikò afekte metòd pou lye antikò (yo rele tou CB6 oswa JS016) (13) (Figi S1B).REGN-COV2 dènyèman te akòde yon otorizasyon pou sèvi ak ijans pou COVID-19 (14), pandan y ap LY-CoV016 kounye a sibi faz 3 esè klinik (15).
[Glu406→Trp(E406W)] fòtman chape melanj lan nan de antikò (Figi 1A).Kat jeyografik la chape nan LY-CoV016 tou devwale anpil mitasyon chape nan diferan sit nan RBD (Figi 1B).Malgre ke kèk mitasyon chape ka afekte kapasite RBD pou mare ak ACE2 oswa eksprime nan yon fòm ki apwopriye ki pliye, dapre mezi anvan yo nan eskanè mitasyon gwo twou san fon lè l sèvi avèk RBD ki montre ledven, anpil mitasyon fonksyonèl gen ti efè oswa pa gen okenn efè sou pwopriyete fonksyonèl sa yo (7). ) (Figi 1, A ak B reprezante pèt ACE2 afinite, pandan y ap Figi S2 reprezante diminisyon nan ekspresyon RBD.
(A) Kat antikò nan REGN-COV2.Grafik liy ki sou bò gòch la montre chape nan chak sit nan RBD la (som tout mitasyon nan chak sit).Imaj logo la sou bò dwat la montre kote fò chape (koulè wouj violèt souliye).Wotè chak lèt se pwopòsyonèl ak fòs chape nan medyatè pa mitasyon asid amine, ak yon "skò chape" nan 1 pou chak mitasyon koresponn ak yon chape konplè.Echèl y-aks la diferan pou chak ranje, kidonk, pou egzanp, E406W chape anba tout antikò REGN, men li pi evidan pou cocktèl paske li se akable pa lòt sit yo chape nan antikò endividyèl elèv yo.Pou vèsyon an évolutive, S2, A ak B, yo itilize pou koulè kat la pa ki jan mitasyon afekte ekspresyon RBD ki plwaye.S2, C ak D yo itilize pou distribye enfliyans sou afinite ACE2 ak ekspresyon RBD nan mitan tout mitasyon yo obsève nan izole viris sikile yo.(B) Jan yo montre nan (A), trase LY-CoV016.(C) Sèvi ak patikil lentiviral Spike-pseudotyped pou verifye mitasyon kle nan tès netralizasyon an.Nou te chwazi verifye mitasyon yo prevwa gen yon pi gwo enpak oswa ki egziste nan yon frekans segondè nan izole SARS-CoV-2 (tankou N439K) nan sikilasyon an.Chak pwen reprezante ogmantasyon pliye nan konsantrasyon inhibitor medyàn (IC50) mitasyon an parapò ak pik kalite sovaj (WT) ki gen D614G.Liy ble tirè 1 a reprezante yon efè netralizasyon ki sanble ak WT, epi yon valè> 1 reprezante yon rezistans netralizasyon ogmante.Koulè pwen an endike si ou vle chape soti nan kat la.Pwen yo endike ke piske IC50 a deyò seri dilution yo itilize a, chanjman miltip yo tcheke (limit anwo oswa pi ba).Pifò mutan yo teste an kopi, kidonk gen de pwen.Koub netralizasyon konplè a montre nan Figi 2. S3.Abreviyasyon yon sèl lèt nan résidus asid amine yo se jan sa a: A, Ala;C, Sistein;D, Asp;E, Glu;F, Phe;G, Gly;H, li;Mwen, Ile;K, lizin;L, Liu;Metropolis N, Assen;P, Pro;K, Gln;R, Arg;S, Ser;T, Thr;V, Val;W, triptofan;ak Y, Tyr.
Yo nan lòd yo verifye efè a antijenik nan mitasyon kle yo, nou te fè yon tès netralizasyon lè l sèvi avèk patikil lentiviral pseudotype panik, epi li te jwenn ke te gen yon konsistans ant kat jeyografik la chape obligatwa antikò ak tès netralizasyon an (Figi 1C ak Figi S3).Kòm espere nan kat antikò REGN-COV2 la, mitasyon nan pozisyon 486 sèlman netralize pa REGN10933, pandan y ap mitasyon an nan pozisyon 439 ak 444 se netralize sèlman pa REGN10987, kidonk mitasyon sa yo pa ka chape.Men, E406W te chape de antikò REGN-COV2 yo, kidonk li te chape tou melanj lan fòtman.Atravè analiz estriktirèl ak seleksyon viris chape, Regeneron kwè ke pa gen yon sèl mitasyon asid amine ki ka chape anba de antikò yo nan bwason an (11, 12), men kat jeyografik konplè nou an idantifye E406W kòm yon mitasyon chape bwason.E406W afekte antikò REGN-COV2 nan yon fason relativman espesifik, epi li pa entèfere seryezman ak fonksyon RBD, paske li sèlman yon ti kras diminye efè netralizasyon LY-CoV016 (Figi 1C) ak tit patikil lentiviral pseudotyped ki gen kranpon (Figi). S3F).
Pou nou ka eksplore si kat jeyografik nou an ki konsistan avèk evolisyon viris yo anba seleksyon antikò, nou te premye tcheke done eksperyans seleksyon viris Regeneron, kote ekspresyon Spike te grandi nan kilti selilè an prezans nenpòt REGN10933 Vesicular la. viris stomatit (VSV), REGN10987 oswa bwason REGN-COV2 (12).Travay sa a te idantifye senk mitasyon chape soti nan REGN10933, de mitasyon chape soti nan REGN10987, epi pa gen okenn mitasyon nan bwason (Figi 2A).Mitasyon yo chwazi pa tout sèt kilti selil yo make nan kat jeyografik chape nou an, ak chanjman nan yon sèl-nukleotid nan kodon nan kalite sovaj nan sekans nan Wuhan-Hu-1 RBD se tou aksesib (Figi 2B), ki endike diferans ki genyen ant chape Konkòdans. graf ak evolisyon viris anba presyon antikò nan kilti selil yo.Li se vo anyen ke E406W pa ka jwenn aksè nan chanjman nukleotid sèl, ki ka eksplike poukisa seleksyon an bwason Regeneron pa ka idantifye li malgre tolerans nan relativman bon nan RBD plisman ak afinite ACE2.
(A) Nan prezans antikò, Regeneron sèvi ak panikle pseudotype VSV pou chwazi mitasyon viris chape nan kilti selil (12).(B) Dyagram nan chape, jan yo montre nan Figi 1A, men sèlman montre mitasyon yo aksesib pa yon chanjman nukleotid sèl nan sekans Wuhan-Hu-1.Ki pa gri endike mitasyon nan kilti selil (wouj), ak pasyan ki enfekte (ble) ), oswa toude (koulè wouj violèt).Figi S5 montre graf sa yo, ki gen koulè nan fason mitasyon yo afekte afinite ACE2 oswa ekspresyon RBD.(C) Sinetik mitasyon RBD nan pasyan ki trete ak REGN-COV2 nan 145yèm jou enfeksyon an (liy vètikal pwentiye nwa).Frekans nan lyen ant E484A ak F486I ogmante, men depi E484A se pa yon mitasyon chape nan figi nou an, li pa montre nan lòt panno.Gade tou figi.S4.(D) Mitasyon yo chape ki fèt nan kilti selil ak pasyan ki enfekte yo aksesib pa yon sèl nukleotid, ak obligatwa nan antikò chape pa lakòz okenn gwo pri nan afinite ACE2 [jan yo mezire pa metòd la ekspozisyon ledven (7)].Chak pwen se yon mitasyon, ak fòm li yo ak koulè endike si li ka jwenn aksè ak chwazi pandan kwasans viris.Pwen ki pi adwat yo sou aks x la endike pi fò chape antikò obligatwa;pwen ki pi wo yo sou aks y endike pi wo afinite ACE2.
Pou detèmine si Escape Atlas ka analize evolisyon viris ki enfekte moun, nou te egzamine done sekans pwofon ki soti nan yon pasyan iminokonpwomi ki toujou enfekte ki te resevwa REGN-COV2 nan 145yèm jou apre dyagnostik Tretman COVID-19 la (16).Tretman an reta pèmèt popilasyon viral pasyan an akimile divèsite jenetik, kèk nan yo ki ka kondwi pa estrès iminitè, paske pasyan an gen yon repons antikò fèb otonetralize anvan tretman an (16).Apre administrasyon REGN-COV2, frekans senk mitasyon asid amine nan RBD chanje rapidman (Figi 2C ak Figi S4).Kat jeyografik chape nou an te montre ke twa nan mitasyon sa yo chape REGN10933 ak youn chape REGN10987 (Figi 2B).Li se vo anyen ke apre tretman an antikò, se pa tout mitasyon yo te transfere nan sit la fiks.Okontrè, gen monte ak tonbe nan konpetisyon (Figi 2C).Yo te obsève modèl sa a nan evolisyon entèn nan lame yo adaptasyon nan lòt viris (17, 18), petèt akòz konpetisyon ant jenetik gratis-riding ak viral liy.Tou de nan fòs sa yo sanble yo jwe yon wòl nan pasyan ki gen enfeksyon ki pèsistan (Figi 2C ak Figi S4C): E484A (pa yon mitasyon chape nan dyagram nou an) ak F486I (chape REGN10933) free-riding apre tretman, ak liy viris ki pote N440D ak Q493K (chape REGN10987 ak REGN10933, respektivman) premye konpetisyon ak REGN10933 chape mutan Y489H, ak Lè sa a, konpetisyon ak liy lan pote E484A ak F486I ak Q493K.
Twa nan kat mitasyon yo chape nan pasyan trete ak REGN-COV2 pa te idantifye nan seleksyon kilti selil viris Regeneron a (Figi 2B), ki montre avantaj ki genyen nan kat la konplè.Seleksyon viris la enkonplè paske yo ka sèlman idantifye nenpòt mitasyon yo chwazi owaza nan eksperyans kilti selil patikilye sa a.Okontrè, kat jeyografik la konplè anote tout mitasyon, ki ka gen ladan mitasyon ki te koze pa rezon ki pa gen rapò ak tretman, men aksidantèlman afekte antikò obligatwa.
Natirèlman, evolisyon viris yo afekte pa limit fonksyonèl ak presyon pou evade antikò.Mitasyon yo ak pasyan yo chwazi nan kilti selil yo toujou satisfè kritè sa yo: yo chape anba antikò obligatwa, yo ka antre nan yon chanjman nukleotid sèl, epi yo gen ti kras oswa pa gen okenn pri nan afinite ACE2 [atravè mitasyon anvan yo gwo twou san fon ki parèt lè l sèvi avèk ledven Scanning mezi RBD (7). )] (Figi 2D ak Figi S5).Se poutèt sa, yon kat konplè sou fason mitasyon yo afekte fenotip byochimik kle nan RBD (tankou ACE ak antikò obligatwa) ka itilize pou evalye chemen posib pou evolisyon viris.Yon avètisman se ke nan yon tan ki pi long evolisyonè, jan yo obsève nan iminite viral ak chape dwòg, akòz entèraksyon epistatik, espas tolerans la pou mitasyon ka chanje (19-21).
Kat konplè a pèmèt nou evalye mitasyon chape ki egziste deja nan SARS-CoV-2 k ap sikile a.Nou tcheke tout sekans SARS-CoV-2 ki sòti nan imen ki disponib apati 11 janvye 2021 epi nou te jwenn ke yon gwo kantite mitasyon RBD te chape youn oswa plis antikò (Figi 3).Sepandan, sèl mitasyon chape ki prezan nan> 0.1% nan sekans lan se REGN10933 mitasyon chape Y453F [0.3% nan sekans lan;gade (12)], REGN10987 chape mutant N439K [1.7% nan sekans lan;gade Figi 1C ak (22)], Ak LY-CoV016 chape mitasyon K417N (0.1% sekans; gade tou Figi 1C).Y453F asosye ak epidemi endepandan ki gen rapò ak fèm vizon nan Netherlands ak Denmark (23, 24);li se vo sonje ke sekans nan vizon tèt li pafwa gen lòt mitasyon chape, tankou F486L (24).N439K se trè popilè nan Ewòp, epi li konstitye yon gwo pati nan sekans ki soti nan Scotland ak Iland nan Ewòp (22, 25).K417N egziste nan liy lan B.1.351 premye dekouvri nan Lafrik di sid (10).Yon lòt mitasyon nan enkyetid aktyèl la se N501Y, ki prezan nan B.1.351 ak tou nan liy B.1.1.7 orijinèlman idantifye nan UK a (9).Kat nou an montre ke N501Y pa gen okenn efè sou antikò REGN-COV2, men se sèlman yon efè modere sou LY-CoV016 (Figi 3).
Pou chak antikò oswa konbinezon antikò, apati 11 janvye 2021, pami 317,866 sekans SARS-CoV-2 ki sòti nan imen ki gen bon jan kalite sou GISAID (26), relasyon ki genyen ant nòt chape pou chak mitasyon ak frekans li yo.Li make.Mitasyon chape bwason REGN-COV2 E406W mande pou plizyè chanjman nukleotid nan sekans Wuhan-Hu-1 RBD, epi yo pa obsève nan sekans GISAID la.Lòt mitasyon nan rezidi E406 (E406Q ak E406D) yo te obsève ak konte frekans ki ba, men asid amine mitasyon sa yo pa yon sèl mitasyon nukleotid byen lwen W.
Kòm espere, mitasyon chape anjeneral rive nan koòdone antikò-RBD.Sepandan, estrikti pou kont li pa ase pou predi ki mitasyon medyatè chape.Pou egzanp, LY-CoV016 sèvi ak chenn lou ak lejè li yo mare nan yon epitop lajè ki sipèpoze sifas la obligatwa ACE2, men pwosesis la chape enplike mitasyon nan résidus RBD nan rejyon an konplemantarite chèn lou detèmine (Figi 4A ak Figi S6, E pou G).Kontrèman, chape soti nan REGN10933 ak REGN10987 sitou te fèt nan résidus RBD anpile nan koòdone nan chenn antikò lou ak limyè (Figi 4A ak Figi S6, A rive D).Mitasyon E406W ki te chape nan melanj REGN-COV2 te fèt nan résidus ki pa t an kontak ak okenn antikò (Figi 4, A ak B).Malgre ke E406 se estriktirèl pi pre LY-CoV016 (Figi 4B ak Figi S6H), mitasyon an E406W gen yon efè pi piti anpil sou antikò a (Figi 1, B ak C), ki endike ke espesifik mekanis estriktirèl alontèm lan se anti-REGN. - Antikò COV2 (Figi S6I).An rezime, mitasyon nan résidus RBD an kontak ak antikò pa toujou medyatè chape, ak kèk mitasyon chape enpòtan rive nan résidus ki pa an kontak ak antikò (Figi 4B ak Figi S6, D ak G).
(A) Dyagram nan chape projetée sou estrikti a RBD mare pa antikò a.[REGN10933 ak REGN10987: Pwoteyin Database (PDB) ID 6XDG (11);LY-CoV016: ID PDB 7C01 (13)].Domèn varyab nan chenn lou ak lejè nan antikò yo montre kòm desen ble, ak koulè a sou sifas la nan RBD la endike fòs la nan mitasyon-medyatè chape nan sit sa a (blan endike pa gen okenn chape, ak wouj endike pi fò a. kote antikò oswa melanj la chape).Sit ki pa mitasyon fonksyonèl yo gri.(B) Pou chak antikò, klase sit la kòm kontak dirèk antikò (atòm ki pa idwojèn nan 4Å nan antikò a), antikò proximal (4 a 8Å) oswa antikò distal (> 8Å).Chak pwen reprezante yon sit, divize an chape (wouj) oswa ki pa chape (nwa).Liy gri an tire reprezante valè kritik yo itilize pou klasifye sit la kòm chape oswa ki pa chape (pou plis detay, gade Materyèl ak Metòd).Nimewo wouj ak nwa yo endike konbyen sit nan chak kategori ki chape oswa ki pa chape.
Nan etid sa a, nou te konplètman trase mitasyon yo ki evade twa pi gwo anti-SARS-CoV-2 antikò yo.Kat sa yo endike ke karakterizasyon anvan an nan mitasyon chape se enkonplè.Ni yon sèl mitasyon asid amine ki ka chape anba de antikò yo nan bwason REGN-COV2 yo pa te idantifye, ni yo pa idantifye majorite pasyan enfeksyon ki pèsistan yo trete ak bwason an.mitasyon.Natirèlman, kat jeyografik nou an poko reponn kesyon ki pi ijan an: Èske SARS-CoV-2 ap devlope anpil rezistans kont antikò sa yo?Men, sa ki sèten se ke li se mangonmen ke anpil mitasyon chape gen ti efè sou RBD plisman oswa afinite reseptè, e deja gen kèk mitasyon ki ba nan viris sikile.Nan fen a, li nesesè pou tann epi obsève ki mitasyon SARS-CoV-2 pral transmèt lè li gaye nan mitan popilasyon an.Travay nou an pral ede "obsèvasyon" pa imedyatman eksplike enpak la nan mitasyon klase pa siveyans genòm viral.
Sa a se yon atik aksè ouvè ki distribye dapre kondisyon Creative Commons Attribution License.Atik la pèmèt itilizasyon, distribisyon, ak repwodiksyon san restriksyon nan nenpòt mwayen anba kondisyon ke travay orijinal la byen site.
Remak: Nou sèlman mande w bay adrès imel ou a pou moun ou rekòmande pou paj la konnen ke ou vle yo wè imel la e ke li pa spam.Nou p ap pran okenn adrès imel.
Kesyon sa a itilize pou teste si ou se yon vizitè epi anpeche otomatik soumèt spam.
Tyler N.Starr, Allison J.Greaney, Amin Addetia, William W. Hannon, Manish C. Choudhary (Manish C. Choudhary), Adam S. Dinges (Adam S.
Kat jeyografik konplè mitasyon SARS-CoV-2 ki chape nan melanj antikò monoklonal Regeneron ede eksplike evolisyon viris la nan trete pasyan yo.
Tyler N.Starr, Allison J.Greaney, Amin Addetia, William W. Hannon, Manish C. Choudhary (Manish C. Choudhary), Adam S. Dinges (Adam S.
Kat jeyografik konplè mitasyon SARS-CoV-2 ki chape nan melanj antikò monoklonal Regeneron ede eksplike evolisyon viris la nan trete pasyan yo.
©2021 Asosyasyon Ameriken pou Avansman Syans.tout dwa rezève.AAAS se yon patnè HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef ak COUNTER.Science ISSN 1095-9203.
Tan poste: Feb-24-2021