时不我与 力尽绵薄 —SPIKEY新冠假病毒应用实例
自11月下旬起，一个新名词Omicron的热度就居高不下，Omicron是最新的一种新冠病毒突变株的名字，WHO在收到首次报告后两天即将其命名，并且列为VOC（需要关注的变异株）。Omicron株的基因突变数量非常多，仅Spike蛋白上就有多达32个突变，比目前全球范围内占感染比例最大的Delta突变株在Spike蛋白上多出22个。
▲图1：Omicron和Delta在Spike蛋白上的突变位点比较
疫情仍然严峻，新冠药物的研发刻不容缓，大批的制药企业正在全力开发针对新冠肺炎的特效药。
11月30日，中吉智药研发总监-赵忠亮博士受思拓凡（Cytiva）公司邀请，作了“新型冠状病毒肺炎的AAV基因治疗药物开发”主题报告。报告中赵博士介绍了一款名为“COVIDKey”的新型冠状病毒肺炎基因治疗药物的开发思路和进展。时不我与、力尽绵薄，作为中吉智药成员企业的中吉当康，在COVIDKey的开发过程中，提供了SPIKEY新冠假病毒系统、AAV9-hACE2病毒构建小鼠新冠感染模型，开发了LentiQ和AAVectiQ纯化工艺，使得COVIDKey的开发顺利开展并得到理想的阶段性成果！
在新冠疫情爆发之初，为了方便广大用户在P2实验室进行药物筛选和疫苗评价，中吉当康基于假病毒技术，开发了可供细胞和动物两种应用场景的新冠假病毒感染系统。
♦ 以SPIKEY为核心的SARS-COV-2假病毒感染系统
该系统主要包含带有报告基因的新冠假病毒和高水平表达hACE2的单克隆293T细胞株。
假病毒表面表达新冠病毒Spike蛋白，因此能与靶细胞过表达hACE2受体结合，高度模拟新冠病毒通过Spike蛋白结合hACE2受体对目的细胞的入侵过程。病毒生产时应用层析纯化技术，可得到高纯度、高滴度的假病毒（>5E+08RLU/mL）。
下图为报告中提到再细胞水平利用假病毒进行新冠肺炎基因治疗候选药物筛选的过程和结果
▲图2：用假病毒感染系统再细胞水平筛选出3、4两种候选药物
除了药物评价外，该假病毒感染系统也应用于中和抗体检测、疫苗评价等研发方向。
▲图3：突变株对单抗抑制具有免疫逃逸作用
除了在细胞水平检测候选药物的作用以外，还需要在动物水平进一步验证其有效性。SPIKEY®新冠假病毒动物模型构建系统主要包含以下两部分内容：
（1）利用AAV9-hACE2病毒，在小鼠体内高表达hACE2受体，建立新冠易感模型小鼠。
▲图4：P1小鼠颞静脉注射4周后小动物活体成像检测，AAV9-LUC在小鼠全身及脑组织中高效表达。
▲图5：成年小鼠胸腔注射，4天后小动物活体成像检测，AAV9-LUC在小鼠胸腔高效富集。
（2）利用高纯度SPIKEY®新冠假病毒对上一步骤获得的新冠易感模型小鼠进行胸腔注射，从而构建高效感染的新冠模型小鼠。
▲图6 左：AAV9-hACE2(-)/SPIKEY假病毒-Luciferase(+)；右：AAV9-hACE2(+)/SPIKEY假病毒-Luciferase(+)
SPIKEY®新冠假病毒和AAV9-hACE2病毒经过LentiQ和AAVectiQ两步层析纯化得到，具有极高纯度和感染滴度（>1E+10RLU/mL），这一特征极大的满足了动物级注射的需求。
报告中提到在利用该方法构建新冠感染模型小鼠进行基因治疗候选药物动物水平药效评价时，检测结果显示候选药物对假病毒的感染过程阻断效果明显！这说明该模型系统可作为助力新冠药物研发的重要工具。
▲图7 注射AAV9-hACE2建立新冠易感模型一周后，给予新冠候选药物sACE2，显示阻断效果明显！
在前述工作之后，我们得到了一款有潜力的新冠肺炎基因治疗药物，命名为COVIDkey。该药物利用AAV载体将特定的基因片段递送至患者体内，基因表达产物为可溶性ACE2（sACE2），可竞争性结合新冠病毒，通过阻断新冠病毒入侵细胞的过程，达到治疗及预防新冠肺炎的目的。
▲图8 European Jouranl of Clinical Pharmacology (2020) 76: 1623-1630
开发中的SPIKEY®Pro，包含新冠病毒E、M、S、N 4种结构蛋白，将在药物筛选和评价上大放异彩，其应用范围可扩展到靶向新冠病毒感染各环节的药物评价和筛选。
▲图9 SARS-CoV-2、SPIKEY和SPIKEY Pro对比图
