WO2021181994A1 - SARS-CoV-2の構造タンパク質に対する抗体のエピトープ、該エピトープに反応する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法、該抗体を含むSARS-CoV-2検出キット、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体検出キット、該エピトープのポリペプチドを含むSARS-CoV-2用ワクチン及び該抗体を含むSARS-CoV-2感染症治療薬 - Google Patents

SARS-CoV-2の構造タンパク質に対する抗体のエピトープ、該エピトープに反応する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法、該抗体を含むSARS-CoV-2検出キット、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体検出キット、該エピトープのポリペプチドを含むSARS-CoV-2用ワクチン及び該抗体を含むSARS-CoV-2感染症治療薬 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an epitope of an antibody against a structural protein of SARS-CoV-2, an antibody that reacts with the epitope, a method for detecting SARS-CoV-2 using the antibody, and a SARS-CoV-2 detection kit containing the antibody.
  • the present invention relates to a vaccine and a SARS-CoV-2 infectious disease therapeutic agent containing the antibody.
  • Coronavirus is an enveloped virus with a positive single-stranded RNA genome and a nucleocapsid with spiral symmetry.
  • Beta coronavirus is a coronavirus that infects humans, and among them, MERS coronavirus (MERS-CoV) and SARS coronavirus (SARS-CoV) are known to cause serious respiratory symptoms.
  • MERS coronavirus MERS coronavirus
  • SARS-CoV SARS coronavirus
  • SARS-CoV-2 coronavirus
  • Non-Patent Document 1 Since the outbreak of SARS-CoV-2, there have been reports on the antigenicity and candidate epitope of SARS-CoV-2 (for example, Non-Patent Document 1), but the candidate epitope has been used to develop a vaccine against SARS-CoV-2. An epitope that is oriented and suitable for detecting SARS-CoV-2 and an antibody that recognizes the epitope have not yet been reported.
  • An object of the present invention is to provide an antibody that detects SARS-CoV-2, a method for detecting SARS-CoV-2 using the antibody, and a detection kit containing the antibody. Further, the present invention is an antibody that simultaneously detects human infectious coronavirus that causes serious respiratory symptoms such as MERS-CoV and SARS-CoV in addition to SARS-CoV-2, and SARS-CoV using the antibody. It is an object of the present invention to provide a method for simultaneously detecting -2 and human infectious coronavirus and a detection kit containing the antibody.
  • the viral antigenicity is strong in the region having a specific amino acid sequence in the structural protein constituting SARS-CoV-2, and the specific amino acid sequence is SARS-CoV-2.
  • the present invention has been completed by finding that it is useful as an epitope (polypeptide) recognized by an antibody that detects a virus.
  • the present invention provides a monoclonal antibody that specifically reacts with the structural protein of SARS-CoV-2 or an antigen-binding fragment thereof, and a detection kit for SARS-CoV-2 containing the antibody.
  • the structural protein of SARS-CoV-2 is at least one protein selected from the group consisting of S-protein, N-protein, M-protein and E-protein.
  • the present invention is to contact a monoclonal antibody or an antigen-binding fragment thereof that specifically reacts with the structural protein of SARS-CoV-2 with a sample, and detect SARS-CoV-2 by an immunological measurement method.
  • a method for detecting SARS-CoV-2 in a sample including.
  • a sandwich method using at least two types of monoclonal antibodies or antigen-binding fragments thereof for each structural protein is preferable.
  • the present invention specifically reacts with the structural protein of SARS-CoV-2 and the structural protein of human infectious coronavirus (preferably MERS-CoV and / or SARS-CoV) other than SARS-CoV-2.
  • Detection kit for human infectious coronaviruses other than SARS-CoV-2 and SARS-CoV-2 preferably MERS-CoV and / or SARS-CoV
  • the structural protein of SARS-CoV-2 is at least one protein selected from the group consisting of S-protein, N-protein, M-protein and E-protein, and is SARS-CoV-2.
  • the structural protein of the human infectious coronavirus other than the above is at least one protein selected from the group consisting of S-protein, N-protein, M-protein and E-protein.
  • the present invention also provides an epitope (polypeptide) recognized by an antibody that detects SARS-CoV-2. Furthermore, the present invention relates to a method for detecting an anti-SARS-CoV-2 antibody containing a polypeptide of the epitope, an anti-SARS-CoV-2 antibody detection kit containing the polypeptide of the epitope, and SARS containing the polypeptide of the epitope. -Providing a vaccine for CoV-2 and a therapeutic agent for SARS-CoV-2 infection containing the antibody.
  • an antibody for detecting SARS-CoV-2 it is possible to provide an antibody for detecting SARS-CoV-2, a method for detecting SARS-CoV-2 using the antibody, and a detection kit containing the antibody.
  • the present invention also provides an antibody that simultaneously detects coronavirus that causes serious respiratory symptoms such as MERS-CoV and SARS-CoV in addition to SARS-CoV-2, and a detection kit containing the antibody. be able to.
  • an epitope polypeptide
  • SARS-CoV-2 belongs to the genus Beta coronavirus, which is mainly composed of S-protein (surface protein), N-protein (nucleocapsid protein), M-protein (membrane protein) and E-protein (envelope protein). It is a virus.
  • the monoclonal antibody according to the present embodiment is at least one selected from the group consisting of major structural proteins constituting SARS-CoV-2, that is, S-protein, N-protein, M-protein and E-protein. Reacts specifically with proteins.
  • “specifically” means an antigen antibody at a level at which the antibody can be detected as a protein component other than the protein of SARS-CoV-2 in a liquid system in which a protein and a monoclonal antibody according to the present embodiment are mixed. It means that no reaction occurs, or even if some binding reaction or association reaction occurs, the reaction is clearly weaker than the antigen-antibody reaction of the antibody with the protein of SARS-CoV-2.
  • the SARS-CoV-2 S-protein (surface protein; hereinafter, also simply referred to as "S-protein” in the present specification) is typically composed of 1273 amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 1.
  • the S-protein may be a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or a protein having 90% or more (preferably 95% or more) sequence identity with SEQ ID NO: 1.
  • the monoclonal antibodies that specifically react with the S-protein of SARS-CoV-2 are S-proteins 66-85 (SEQ ID NO: 5), 87-107 (SEQ ID NO: 6), 105.
  • SEQ ID NO: 7 To 131st (SEQ ID NO: 7), 140 to 157th (SEQ ID NO: 8), 155 to 170th (SEQ ID NO: 9), 522 to 541th (SEQ ID NO: 10), 538 to 562th (SEQ ID NO: 11), 595 Amino acids at positions 611 (SEQ ID NO: 12), 670 to 693 (SEQ ID NO: 13), 761 to 797 (SEQ ID NO: 14), 802 to 818 (SEQ ID NO: 15) or 1235-1273 (SEQ ID NO: 16).
  • the antigenicity score of these amino acid regions was higher than that of the threshold score, and at least 16 amino acid sequences were used. It is a polypeptide consisting of.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the S-protein of SARS-CoV-2 is preferably the 71st to 83rd, 89th to 103rd, 107th to 127th, and 143rd to 154th S-protein of the S-protein. It binds to the amino acid regions of positions 158 to 167, 524 to 538, 546 to 560, 598 to 608, 672 to 691, 772 to 796, 806 to 816 or 1238 to 1269. These amino acid regions are polypeptides consisting of at least 10 amino acid sequences, with the antigenicity score higher than the threshold score in FIG. 1, which scores the strength of antigenicity for the entire S-protein molecule.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the S-protein according to the present embodiment is more preferably the 73rd to 79th, 93rd to 99th, 109th to 115th, 145th to 152nd, 160th to 165th of the S-protein. It binds to the amino acid regions of positions 526 to 531, 535 to 558, 599 to 607, 674 to 684, 773 to 795, 808 to 814, or 1257 to 1261. These amino acid regions are polypeptides having the highest antigenicity score compared to the threshold score in FIG. 1, which scores the strength of antigenicity for the entire S-protein molecule, and consists of at least 5 amino acid sequences.
  • N-protein of SARS-CoV-2 (nucleocapsid protein; hereinafter, also simply referred to as "N-protein” in the present specification) consists of 419 amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 2.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the N-protein according to the present embodiment is the N-protein at positions 1 to 18 (SEQ ID NO: 17), 19 to 49 (SEQ ID NO: 18), and 174 to 207 (SEQ ID NO: 17). 19), 230-252 (SEQ ID NO: 20), 247-267 (SEQ ID NO: 21), 336-350 (SEQ ID NO: 22), 362-379 (SEQ ID NO: 23), 377-395 (SEQ ID NO: 21) 24) or binds to the amino acid region of positions 401-419 (SEQ ID NO: 25).
  • SEQ ID NO: 17 amino acid region of positions 1 to 18
  • 19 to 49 SEQ ID NO: 18
  • 174 to 207 SEQ ID NO: 17
  • 19 230-252
  • SEQ ID NO: 21 247-267
  • 336-350 SEQ ID NO: 22
  • 362-379 SEQ ID NO: 23
  • 377-395 SEQ ID NO: 21
  • these amino acid regions have an antigenicity score higher than that of the threshold score (threshold score), and are amino acids consisting of at least 15 sequences. It is a polypeptide consisting of a sequence.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the N-protein according to the present embodiment is preferably the 1st to 12th, 20th to 48th, 175th to 206th, 234 to 250th, and 254 to 263th of the N-protein. It binds to the amino acid regions of positions 338 to 348, 366 to 377, 381 to 391 or 403 to 417. These amino acid regions are polypeptides consisting of at least 10 amino acid sequences, with the antigenicity score higher than the threshold score in FIG. 2, which scores the strength of antigenicity for the entire N-protein molecule.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the N-protein according to the present embodiment is more preferably the 4th to 11th, 27th to 41st, 185th to 196th, 237th to 247th, 256th to 261st of the N-protein. It binds to the amino acid regions of positions 340 to 347, 376 to 375, 384 to 390, or 406 to 415. These amino acid regions are polypeptides having the highest antigenicity score compared to the threshold score in FIG. 2, which scores the strength of antigenicity for the entire N-protein molecule, and consists of at least 6 amino acid sequences.
  • SARS-CoV-2 M-protein membrane protein; hereinafter, also simply referred to as "M-protein” in the present specification
  • M-protein consists of 222 amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 3.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the M-protein according to this embodiment is the M-protein at positions 1 to 24 (SEQ ID NO: 26), 33 to 50 (SEQ ID NO: 27), and 101 to 120 (SEQ ID NO: 26). 28), it binds to the amino acid regions of positions 121 to 139 (SEQ ID NO: 29), 146 to 171 (SEQ ID NO: 30), 169 to 195 (SEQ ID NO: 31) or 193 to 222 (SEQ ID NO: 32).
  • SEQ ID NO: 29 amino acid regions of positions 121 to 139
  • SEQ ID NO: 30 146 to 171
  • 169 to 195 SEQ ID NO: 31
  • 193 to 222 SEQ ID NO: 32.
  • FIG. 3 in which the strength of antigenicity of the entire M-protein molecule was scored, the antigenicity score of these amino acid regions was higher than that of the threshold score, and at least 18 amino acid sequences were used. It is a polypeptide consisting of.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the M-protein according to the present embodiment is preferably the 1st to 19th, 38th to 45th, 103rd to 118th, 122nd to 138th, 155th to 168th of the M-protein. It binds to the amino acid region of positions 172 to 195 or 196 to 216. These amino acid regions are polypeptides consisting of at least 8 amino acid sequences, with the antigenicity score higher than the threshold score in FIG. 3, which scores the strength of antigenicity for the entire M-protein molecule.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the M-protein according to the present embodiment is more preferably the 1st to 16th, 40th to 44th, 105th to 117th, 123rd to 136th, 160th to 167th of the M-protein. , 173 to 179th or 205 to 215th amino acid region.
  • These amino acid regions are polypeptides having an amino acid sequence consisting of at least 5 sequences, which has the highest antigenicity score as compared with the threshold score in FIG. 3, which scores the strength of antigenicity for the entire M-protein molecule. ..
  • the SARS-CoV-2 E-protein (envelope protein; hereinafter, also simply referred to as "E-protein” in the present specification) consists of 75 amino acid sequences represented by SEQ ID NO: 4.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the E-protein binds to the amino acid region of positions 1 to 19 (SEQ ID NO: 33) or 50 to 75 (SEQ ID NO: 34) of the E-protein.
  • SEQ ID NO: 33 amino acid region of positions 1 to 19
  • SEQ ID NO: 34 amino acid region of positions 1 to 19
  • the antigenicity score of these amino acid regions was higher than that of the threshold score, and at least 19 amino acid sequences. It is a polypeptide consisting of.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the E-protein according to the present embodiment preferably binds to the amino acid region of the 4th to 13th or 51st to 72nd positions of the E-protein.
  • These amino acid regions are polypeptides consisting of at least 10 amino acid sequences, with the antigenicity score higher than the threshold score in FIG. 4, which scores the strength of antigenicity for the entire E-protein molecule.
  • the monoclonal antibody that specifically reacts with the E-protein more preferably binds to the 5th to 10th or 60th to 71st amino acid regions of the E-protein. These amino acid regions are polypeptides having the highest antigenicity score compared to the threshold score in FIG. 4, which scores the strength of antigenicity for the entire E-protein molecule, and consists of at least 6 amino acid sequences.
  • the antigen-binding site can be separated and used. That is, fragments having specific antigen-binding properties (antigen-binding fragments) such as Fab, Fab', F (ab') 2, single-chain antibody (scFv), and VHH produced by a known method are present. It is included in the scope of the invention.
  • the class of the monoclonal antibody according to this embodiment is not limited to IgG, and may be IgY, IgM, Camel Ig or Ig NAR.
  • antibody means “antibody or antigen-binding fragment thereof” unless it is clear from the context.
  • the monoclonal antibody according to the present embodiment uses a known immunological method in SARS-CoV-2 protein or a partial peptide thereof (for example, in the above-mentioned S-protein, N-protein, M-protein or E-protein). It can be obtained by immunizing an immunized animal (polypeptide consisting of a specific amino acid region) and producing a hybridoma using the cells of the immunized animal, or by producing it as a recombinant antibody by a gene recombination technique. ..
  • the length of the peptide used for immunization is not particularly limited, but a peptide of 5 amino acids or more, more preferably 10 amino acids or more, still more preferably 13 amino acids or more can be used as an immunogen.
  • the SARS-CoV-2 protein used as an immunogen can be obtained from a cultured virus solution, but the DNA encoding the SARS-CoV-2 protein is incorporated into a plasmid vector and introduced into a host cell for expression. Can also be obtained by.
  • the SARS-CoV-2 protein as an immunogen or a partial peptide thereof can be expressed as a fusion protein with a protein as exemplified below, and can be used as an immunogen after purification or as unpurified.
  • Glutathione S-transferase GST
  • MBP maltose-binding protein
  • TRX thioredoxin
  • Nus tag, S tag, HSV which are commonly used by those skilled in the art as "protein expression / purification tags" for producing fusion proteins.
  • Tags FLAG tags, polyhistidine tags, Protein tags, Strip-II tags, Myc tags, HA tags, V5 tags, E tags, T7 tags, VSV-G tags, Glu-Glu tags, Avi tags and the like can be used.
  • the fusion protein with these is preferably used as an immunogen after cleaving the protein of SARS-CoV-2 or a partial peptide portion thereof and a tag portion other than the tag portion using a digestive enzyme, separating and purifying the protein.
  • Preparation of monoclonal antibodies from immunized animals can be easily performed by the method of well-known Keller et al. (Kohler et al., Nature, vol. 256, p495-497 (1975)). That is, antibody-producing cells such as splenocytes and lymphocytes are collected from immunized animals and fused with mouse myeloma cells by a conventional method to prepare a hybridoma, and the obtained hybridoma is cloned by a limiting dilution method or the like. , Among the monoclonal antibodies produced by each of the cloned hybridomas, a monoclonal antibody that reacts with the protein of SARS-CoV-2 as an antigen antibody is selected.
  • a known immunoglobulin purification method can be used to purify the monoclonal antibody from ascites or culture supernatant.
  • a fractionation method by salting out using ammonium sulfate or sodium sulfate, a PEG fractionation method, an ethanol fractionation method, a DEAE ion exchange chromatography method, a gel filtration method and the like can be mentioned.
  • It can also be purified by an affinity chromatography method using a carrier to which any of protein A, protein G, and protein L is bound, depending on the immune animal species and the class of the monoclonal antibody.
  • the method for detecting SARS-CoV-2 is at least one selected from the group consisting of SARS-CoV-2 protein, that is, S-protein, N-protein, M-protein and E-protein. It involves contacting a sample with a monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof that specifically reacts with a protein of a species and detecting SARS-CoV-2 by immunoassay.
  • sample used in the detection method according to the present embodiment examples include body fluids such as human or animal blood, serum, plasma, urine, semen, spinal fluid, saliva, sweat, tears, ascites or sheep water; mucus; feces; blood vessels.
  • body fluids such as human or animal blood, serum, plasma, urine, semen, spinal fluid, saliva, sweat, tears, ascites or sheep water; mucus; feces; blood vessels.
  • organs such as the liver; tissues; cells, or biological samples that may contain the protein of SARS-CoV-2, such as cells or extracts thereof, preferably the oral cavity, the nasal cavity, which are easy to collect.
  • the method for collecting these samples is not particularly limited, and a known method can be adopted. Specifically, a method using a cotton swab can be mentioned.
  • the measurement of SARS-CoV-2 protein according to the present embodiment can be adopted by any immunological measurement method well known to those skilled in the art.
  • the immunological measurement method include a competitive method, an agglutination method, a Western blotting method, an immunostaining method, and a sandwich method.
  • a sandwich method using at least two types of monoclonal antibodies is preferable.
  • the sandwich method itself is well known in the field of immunoassay, and can be performed by, for example, an immunochromatography method, an ELISA method, or the like.
  • the measurement method according to the present embodiment can be carried out by a well-known sandwich method except that a monoclonal antibody that specifically reacts with the above-mentioned SARS-CoV-2 protein is used.
  • the protein of SARS-CoV-2 to be measured is S-protein
  • the protein of SARS-CoV-2 to be measured is N-protein
  • the 1st to 18th (SEQ ID NO: 17), 19th to 49th (SEQ ID NO: 18), 174 to 207th (SEQ ID NO: 19) , 230-252 (SEQ ID NO: 20), 247-267 (SEQ ID NO: 21), 336-350 (SEQ ID NO: 22), 362-379 (SEQ ID NO: 23), 377-395 (SEQ ID NO: 24).
  • the protein of SARS-CoV-2 to be measured is an E-protein, it can be simultaneously bound to the amino acid regions of positions 1 to 19 (SEQ ID NO: 33) and 50 to 75 (SEQ ID NO: 34). It is preferable to use two types of monoclonal antibodies.
  • the SARS-CoV-2 detection kit is at least one selected from the group consisting of SARS-CoV-2 proteins, that is, S-proteins, N-proteins, M-proteins and E-proteins. Contains a monoclonal antibody or an antigen-binding fragment thereof that specifically reacts with the protein of.
  • the SARS-CoV-2 detection kit according to the present embodiment can be used in any form used in the above-mentioned immunological measurement method, but preferably, the SARS-CoV-2 can be used accurately, quickly and easily. It is in the form of an immunochromatographic strip from which proteins can be measured.
  • a preferred embodiment of the SARS-CoV-2 detection kit according to the present embodiment is the 66th to 85th (SEQ ID NO: 5), 87th to 107th (SEQ ID NO: 6), 105th to 131st (SEQ ID NO:) S-proteins of the S-protein.
  • a preferred embodiment of the SARS-CoV-2 detection kit according to the present embodiment is the N-protein at positions 1 to 18 (SEQ ID NO: 17), 19 to 49 (SEQ ID NO: 18), and 174 to 207 (SEQ ID NO: 17). 19), 230-252 (SEQ ID NO: 20), 247-267 (SEQ ID NO: 21), 336-350 (SEQ ID NO: 22), 362-379 (SEQ ID NO: 23), 377-395 (SEQ ID NO: 21) 24) and at least two monoclonal antibodies or antigen-binding fragments thereof capable of simultaneously binding to the amino acid region selected from the group consisting of positions 401 to 419 (SEQ ID NO: 25).
  • a preferred embodiment of the SARS-CoV-2 detection kit according to the present embodiment is the M-protein at positions 1 to 24 (SEQ ID NO: 26), 33 to 50 (SEQ ID NO: 27), and 101 to 120 (SEQ ID NO: 26). 28), Amino acid selected from the group consisting of positions 121 to 139 (SEQ ID NO: 29), 146 to 171 (SEQ ID NO: 30), 169 to 195 (SEQ ID NO: 31) and 193 to 222 (SEQ ID NO: 32). Includes at least two types of monoclonal antibodies according to claim 8 or antigen-binding fragments thereof that can simultaneously bind to a region.
  • a preferred embodiment of the SARS-CoV-2 detection kit according to the present embodiment is to simultaneously bind to the amino acid regions of positions 1 to 19 (SEQ ID NO: 33) and 50 to 75 (SEQ ID NO: 34) of the E-protein. Includes two types of monoclonal antibodies or antigen-binding fragments thereof.
  • the monoclonal antibody according to the present embodiment includes SARS-CoV-2 structural proteins, that is, SARS-CoV-2 S-protein (surface protein), N-protein (nucleocapsid protein), M-protein (membrane protein) and At least one protein selected from the group consisting of E-proteins (envelope proteins), and structural proteins of human infectious coronaviruses other than SARS-CoV-2, that is, human infectious coronas other than SARS-CoV-2. Reacts specifically with at least one protein selected from the group consisting of viral S-protein (surface protein), N-protein (nucleocapsid protein), M-protein (membrane protein) and E-protein (envelope protein). do.
  • the antibody is a protein of SARS-CoV-2 and human infectivity other than SARS-CoV-2 in a liquid system in which a protein and a monoclonal antibody according to the present embodiment are mixed. Even if an antigen-antibody reaction does not occur at a detectable level with a protein component other than the coronavirus protein, or even if some binding reaction or association reaction occurs, the SARS-CoV-2 protein of the antibody and SARS-CoV It means that the reaction is clearly weaker than the antigen-antibody reaction with proteins other than the protein of human infectious coronavirus other than -2.
  • the human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2 is not particularly limited as long as it is a coronavirus that causes serious respiratory symptoms in humans, but is preferably MERS-CoV and / or SARS-CoV, more preferably. Is SARS-CoV.
  • the monoclonal antibody according to the present embodiment is the same as the method described in the above [Antibody against SARS-CoV-2, a method for detecting SARS-CoV-2 using the antibody, and a detection kit containing the antibody]. Can be prepared.
  • the method for detecting human infectious coronaviruses other than SARS-CoV-2 and SARS-CoV-2 is a structural protein of SARS-CoV-2, that is, an S-protein of SARS-CoV-2. , N-protein, M-protein and E-protein, at least one protein selected from the group, and structural proteins of human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2, that is, other than SARS-CoV-2.
  • a monoclonal antibody that specifically reacts with at least one protein selected from the group consisting of S-protein, N-protein, M-protein and E-protein of human infectious coronavirus or an antigen-binding fragment thereof and a sample thereof. Includes detecting human infectious coronaviruses other than SARS-CoV-2 and SARS-CoV-2 by immunological measures.
  • the sample used in the method according to the present embodiment, the protein of SARS-CoV-2, and the protein of human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2 were measured by the above [antibody against SARS-CoV-2, said antibody. It is the same as the sample and measurement method described in the method for detecting SARS-CoV-2 and the detection kit containing the antibody].
  • the detection kit for human infectious coronaviruses other than SARS-CoV-2 and SARS-CoV-2 is a structural protein of SARS-CoV-2, that is, an S-protein of SARS-CoV-2.
  • At least one protein selected from the group consisting of N-protein, M-protein and E-protein and structural protein of human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2, that is, human other than SARS-CoV-2. Includes a monoclonal antibody or antigen-binding fragment thereof that specifically reacts with at least one protein selected from the group consisting of S-protein, N-protein, M-protein and E-protein of infectious coronavirus.
  • polypeptide recognized by antibody that detects SARS-CoV-2
  • the polypeptide consisting of the amino acid sequence of any one of SEQ ID NOs: 5 to 34 according to the present embodiment can be used as an epitope recognized by an antibody that detects SARS-CoV-2 present in a sample. Further, the polypeptide according to the present embodiment can be used as an epitope recognized by an antibody that detects human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2 in addition to SARS-CoV-2 present in the sample. ..
  • the polypeptide according to this embodiment is an anti-SARS-CoV-produced by an antibody against SARS-CoV-2 present in a sample (preferably in blood) (that is, an in vivo defense mechanism against SARS-CoV-2). It can be used as a hapten to detect (2 antibody titers). Therefore, as one embodiment of the present invention, one or more polypeptides having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 5 to 34 are brought into contact with a sample (preferably blood), and anti-SARS- by immunological measurement method. A method for detecting an anti-SARS-CoV-2 antibody in a sample, including detecting a CoV-2 antibody, is provided. Further, as an embodiment of the present invention, an anti-SARS-CoV-2 antibody detection kit containing one or more polypeptides having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 5 to 34 is provided.
  • the polypeptide according to this embodiment is an antibody against SARS-CoV-2 present in a sample (preferably in blood) and an antibody against human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2 (that is, SARS-CoV-). It can be used as a hapten to detect (anti-human infectious coronavirus antibody titer) produced by an in vivo defense mechanism against human infectious coronavirus other than 2. Therefore, as one embodiment of the present invention, one or more polypeptides having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 5 to 34 are brought into contact with a sample (preferably blood), and anti-SARS- by an immunological measurement method.
  • anti-human infectious coronavirus antibodies other than CoV-2 and anti-SARS-CoV-2 antibodies.
  • a method for detecting an anti-human infectious coronavirus antibody is provided.
  • other than the anti-SARS-CoV-2 antibody and the anti-SARS-CoV-2 antibody which contain one or more polypeptides having the amino acid sequences of SEQ ID NOs: 5 to 34.
  • An anti-human infectious coronavirus antibody detection kit is provided.
  • the polypeptide according to this embodiment can be used as a basic skeleton of a vaccine for the purpose of preventing infection with SARS-CoV-2 (for example, a peptide vaccine, a cocktail peptide vaccine, a fusion peptide, or a fragment domain containing the peptide).
  • SARS-CoV-2 for example, a peptide vaccine, a cocktail peptide vaccine, a fusion peptide, or a fragment domain containing the peptide.
  • the polypeptide according to the present embodiment has the possibility of being used as a basic skeleton of a vaccine for the purpose of preventing infection with human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2 in addition to SARS-CoV-2. ..
  • the polypeptide according to this embodiment is the basic skeleton of a vaccine (for example, a peptide vaccine, a cocktail peptide vaccine, a fusion peptide, or a fragment domain containing the peptide) for the purpose of preventing the aggravation of SARS-CoV-2 infection.
  • a vaccine for example, a peptide vaccine, a cocktail peptide vaccine, a fusion peptide, or a fragment domain containing the peptide
  • the polypeptide according to the present embodiment is the basic framework of a vaccine aimed at preventing the aggravation of human infectious coronavirus infections other than SARS-CoV-2 in addition to SARS-CoV-2 infections. Has the possibility of being used as.
  • a monoclonal antibody or an antigen-binding fragment thereof that specifically reacts with the polypeptide according to the present embodiment has potential as an antibody drug (neutralizing antibody) for the treatment of SARS-CoV-2 infection. ..
  • the monoclonal antibody or the antigen-binding fragment thereof that specifically reacts with the polypeptide according to the present embodiment is used for human infectious coronavirus infections other than SARS-CoV-2 in addition to SARS-CoV-2 infections. It has the potential as an antibody drug (neutralizing antibody) for the treatment of.
  • the human infectious coronavirus other than SARS-CoV-2 in each of the above-described embodiments is not particularly limited as long as it is a coronavirus that causes serious respiratory symptoms in humans, but is preferably MERS-CoV and / or SARS. -CoV, more preferably SARS-CoV.
  • Example 1 Measurement of antibody titer
  • 3 BALB / c mice were intraperitoneally administered at a dose of 100 ⁇ g / 200 ⁇ L / head.
  • a sigma adjuvant system was used as an adjuvant. Blood was collected over time during the immunization period from the tail vein. The antibody titer was confirmed by the peptide conjugate solid-phase ELISA (Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay) method using BSA according to the following procedure. 1) A total of 24 BSA peptide conjugate solutions diluted with PBS to 2 ⁇ g / mL were added to 96-well immunoplates at 100 ⁇ L / well increments, and solid-phased overnight at 4 ° C.
  • Example 2 Reactivity of antibody to SARS-CoV-2 inactivated antigen
  • EPI_ISL_406034 the inactivating antigen of SARS-CoV-2
  • ELISA Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay
  • Example 2 As shown in FIG. 6, it was confirmed that all of the 24 types of antibodies obtained in Example 1 reacted with the SARS-CoV-2 inactivating antigen.
  • Example 3 Analysis of the epitope of the antibody present in the antiserum when the SARS-CoV-2 inactivated antigen is used as an immunogen
  • BALB / c mice were immunized using the SARS-CoV-2 inactivated antigen used in Example 2 as an immunogen in the same procedure as in Example 1.
  • the epitope of the antibody present in the obtained antiserum was analyzed by the following procedure.
  • the sequence of the N-protein of SARS-CoV-2 (SEQ ID NO: 2) is slid from the N-terminal to the C-terminal side by one amino acid, and is a polypeptide consisting of 15 consecutive amino acids, and each polypeptide chain SARS-CoV-2 N-protein peptide set (BioTides TM Biotinylated Peptides: manufactured by JPT Peptide Technologies GmbH) in which the N-terminal is labeled with biotin and one residue of glycine is added to the C-terminal of each polypeptide chain.
  • BioTides TM Biotinylated Peptides: manufactured by JPT Peptide Technologies GmbH in which the N-terminal is labeled with biotin and one residue of glycine is added to the C-terminal of each polypeptide chain.
  • BioTides TM Biotinylated Peptides described in 1) above was dissolved in DMF (N, N-dimethylformamide) to prepare BioTides TM Biotinylated Peptides-immobilized LumAvidin Microspheres in LumAvidin Microspheres (manufactured by Liminex) via a biotin-avidin reaction. .. Details of this preparation were in accordance with Luminex's xMAP (registered trademark) Cookbook (Chapter 4.2.1).
  • Example 3 As shown in FIG. 7, it was confirmed that the antiserum obtained in Example 3 had a predominant antibody titer against N-protein epitope sequences other than SEQ ID NOs: 21 and 22.
  • Example 4 Analysis of the epitope of an antibody present in antiserum when recombinant N-protein is used as an immunogen
  • BALB / c mice were immunized using recombinant N-protein (full-length; SEQ ID NO: 2) as an immunogen in the same procedure as in Example 1.
  • SEQ ID NO: 2 full-length; SEQ ID NO: 2
  • the epitope of the antibody present in the obtained antiserum was analyzed by the same procedure as in Example 3. The result is shown in FIG.
  • Example 4 As shown in FIG. 8, it was confirmed that the antiserum obtained in Example 4 had a predominant antibody titer against the entire epitope sequence of the N-protein of SEQ ID NOs: 17 to 25.
  • Example 5 Reactivity of antibody in antiserum to epitope sequence of N-protein
  • the antisera obtained in Examples 3 and 4 the reactivity of the antibody in the antiserum to the epitope sequence of the N-protein of SEQ ID NOs: 17 to 25 was confirmed by the following procedure. 1) Biotin labeling is applied to the N-terminal of each polypeptide of SEQ ID NO: 17 to 25, the polypeptide is dissolved in DMF (N, N-dimethylformamide), and LumAvidin Microspheres (manufactured by Liminex) is subjected to a biotin-avidin reaction. Biotinylated epitope-peptides-immobilized LumAvidin Microspheres were prepared.

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Abstract

本発明は、SARS-CoV-2の構造タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片であって、前記SARS-CoV-2の構造タンパク質が、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種である、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合性断片、並びに、SARS-CoV-2のタンパク質に反応する抗体と特異的に反応するハプテンであって、前記SARS-CoV-2のタンパク質が、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種である、前記ハプテンに関する。

Description

SARS-CoV-2の構造タンパク質に対する抗体のエピトープ、該エピトープに反応する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法、該抗体を含むSARS-CoV-2検出キット、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体検出キット、該エピトープのポリペプチドを含むSARS-CoV-2用ワクチン及び該抗体を含むSARS-CoV-2感染症治療薬
 本発明は、SARS-CoV-2の構造タンパク質に対する抗体のエピトープ、該エピトープに反応する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法、該抗体を含むSARS-CoV-2検出キット、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体検出キット及び該エピトープのポリペプチドを含むSARS-CoV-2用ワクチン及び該抗体を含むSARS-CoV-2感染症治療薬に関する。
 コロナウイルスは正の一本鎖RNAゲノムとらせん対称性のヌクレオカプシドをもつエンベロープウイルスである。ヒトに感染するコロナウイルスとしてはベータコロナウイルスがあり、中でもMERSコロナウイルス(MERS-CoV)及びSARSコロナウイルス(SARS-CoV)は重篤な呼吸器症状を引き起こすことが知られている。
 2019年に中国で新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)が発生し、2020年2月現在東アジアを中心に東南アジア、中東、ヨーロッパなどで感染拡大が続いている。そのため、SARS-CoV-2に対する治療法やワクチンに加えて、SARS-CoV-2を早期に発見して感染拡大を抑えるべく、迅速かつ簡便な検出法の開発が急務となっている。
 SARS-CoV-2の発生以降、SARS-CoV-2の抗原性及び候補エピトープに関する報告がなされているが(例えば、非特許文献1)、当該候補エピトープはSARS-CoV-2に対するワクチンの開発を指向したものであり、SARS-CoV-2の検出に適したエピトープ及び当該エピトープを認識する抗体については未だ報告されていない。
Suresh Kumar, Preprints, doi: https://www.preprints.org/manuscript/202002.0071/v1
 本発明は、SARS-CoV-2を検出する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法及び該抗体を含む検出キットを提供することを目的とする。また、本発明は、SARS-CoV-2に加えてMERS-CoV、SARS-CoV等の重篤な呼吸器症状を引き起こすヒト感染性コロナウイルスを同時に検出する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2及びヒト感染性コロナウイルスを同時に検出する方法及び該抗体を含む検出キットを提供することを目的とする。
 従来、抗原性を予測する複数のアルゴリズムが報告されているが(例えば、Chou PY, Fasman GD. 1978. Prediction of the secondary structure of proteins from their amino acid sequence. Adv Enzymol Relat Areas Mol Biol 47:45-148)、これらのアルゴリズムは互いに相反する指標を含んでいることから、個々のアルゴリズムでは抗原性予測の精度に乏しいという問題点があった。本発明者らはこれらのアルゴリズムを統合して抗原性の精度を高めることができるための改良を行い、当該改良したアルゴリズムを用いて得られたSARS-CoV-2を構成する構造タンパク質分子全体についての抗原性の強弱スコア(図1~4)から、SARS-CoV-2を構成する構造タンパク質における特定のアミノ酸配列を有する領域においてウイルス抗原性が強く、当該特定のアミノ酸配列がSARS-CoV-2を検出する抗体の認識するエピトープ(ポリペプチド)として有用であることを見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明はSARS-CoV-2の構造タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片及び該抗体を含むSARS-CoV-2の検出キットを提供する。ここで、前記SARS-CoV-2の構造タンパク質は、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質である。
 また、本発明はSARS-CoV-2の構造タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片と検体とを接触させ、免疫学的測定法によりSARS-CoV-2を検出することを含む、検体中のSARS-CoV-2を検出する方法を提供する。検体中のSARS-CoV-2を検出する方法においては、各構造タンパク質について少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を用いるサンドイッチ法が好ましい。
 また、本発明はSARS-CoV-2の構造タンパク質、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルス(好ましくは、MERS-CoV及び/又はSARS-CoV)の構造タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片及び該抗体を含む、SARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルス(好ましくは、MERS-CoV及び/又はSARS-CoV)の検出キットを提供する。ここで、前記SARS-CoV-2の構造タンパク質は、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質であり、前記SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの構造タンパク質は、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質である。
 また、本発明はSARS-CoV-2を検出する抗体の認識するエピトープ(ポリペプチド)を提供する。更に、本発明は、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法、該エピトープのポリペプチドを含む抗SARS-CoV-2抗体検出キット、該エピトープのポリペプチドを含むSARS-CoV-2用ワクチン及び該抗体を含むSARS-CoV-2感染症治療薬を提供する。
 本発明によれば、SARS-CoV-2を検出する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法及び該抗体を含む検出キットを提供することができる。また、本発明によれば、SARS-CoV-2に加えてMERS-CoV、SARS-CoV等の重篤な呼吸器症状を引き起こすコロナウイルスを同時に検出する抗体及び該抗体を含む検出キットを提供することができる。さらに、本発明によれば、SARS-CoV-2を検出する抗体の認識するエピトープ(ポリペプチド)を提供することができる。
SARS-CoV-2のS-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化したグラフである。 SARS-CoV-2のN-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化したグラフである。 SARS-CoV-2のM-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化したグラフである。 SARS-CoV-2のE-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化したグラフである。 配列番号5の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号6の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号7の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号8の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号9の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号10の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号11の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号13の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号15の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号16の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号18の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号19の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号20の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号21の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号23の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号24の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号25の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号26の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号27の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号30の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号31の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号32の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号33の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 配列番号34の配列を有するポリペプチドを免疫した際の、当該ポリペプチドに対する特異的な反応性を示すグラフである。 実施例1で得られた計24種類の抗体の、SARS-CoV-2不活化抗原への反応性を示すグラフである。 SARS-CoV-2不活化抗原を免疫して得られた抗血清中に存在する抗体のエピトープを解析した結果を示すグラフである。 配列番号2記載のrecombinant N-タンパク質(full-length)を免疫して得られた抗血清中に存在する抗体のエピトープを解析した結果を示すグラフである。 実施例3及び4で得られた抗血清中の抗体の、配列番号17~25のN-タンパク質エピトープ配列への反応性を示したグラフである。
〔SARS-CoV-2に対する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法及び該抗体を含む検出キット〕
 SARS-CoV-2は、主にS-タンパク質(表面タンパク質)、N-タンパク質(ヌクレオカプシドタンパク質)、M-タンパク質(膜タンパク質)及びE-タンパク質(エンベロープタンパク質)から構成される、ベータコロナウイルス属のウイルスである。本実施形態に係るモノクローナル抗体は、SARS-CoV-2を構成する主要な構造タンパク質、すなわち、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質と特異的に反応する。
 本実施形態において「特異的に」とは、タンパク質と本実施形態に係るモノクローナル抗体が混じり合う液系において、該抗体がSARS-CoV-2のタンパク質以外のタンパク質成分と検出可能なレベルで抗原抗体反応を起こさないか、又は何らかの結合反応や会合反応を起こしたとしても、該抗体のSARS-CoV-2のタンパク質との抗原抗体反応よりも明らかに弱い反応しか起こさないことを意味する。
 SARS-CoV-2のS-タンパク質(表面タンパク質;以下、本明細書において単に「S-タンパク質」とも称する)は、代表的には配列番号1で表される1273個のアミノ酸配列からなる。S-タンパク質は、配列番号1のアミノ酸配列からなるタンパク質であってもよく、配列番号1と90%以上(好ましくは95%以上)の配列同一性を有するタンパク質であってもよい。
 本実施形態に係る、SARS-CoV-2のS-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、S-タンパク質の66~85番目(配列番号5)、87~107番目(配列番号6)、105~131番目(配列番号7)、140~157番目(配列番号8)、155~170番目(配列番号9)、522~541番目(配列番号10)、538~562番目(配列番号11)、595~611番目(配列番号12)、670~693番目(配列番号13)、761~797番目(配列番号14)、802~818番目(配列番号15)又は1235~1273番目(配列番号16)のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、S-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図1において、抗原性スコア(antigenicity score)が閾値スコア(threshold score)と比較して高く、少なくとも16個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、SARS-CoV-2のS-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、好ましくはS-タンパク質の71~83番目、89~103番目、107~127番目、143~154番目、158~167番目、524~538番目、546~560番目、598~608番目、672~691番目、772~796番目、806~816番目又は1238~1269番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、S-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図1において、抗原性スコアが閾値スコアと比較してより高く、少なくとも10個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、S-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、より好ましくはS-タンパク質の73~79番目、93~99番目、109~115番目、145~152番目、160~165番目、526~531番目、553~558番目、599~607番目、674~684番目、773~795番目、808~814番目又は1257~1261番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、S-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図1において、抗原性スコアが閾値スコアと比較して最も高く、少なくとも5個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 SARS-CoV-2のN-タンパク質(ヌクレオカプシドタンパク質;以下、本明細書において単に「N-タンパク質」とも称する)は、配列番号2で表される419個のアミノ酸配列からなる。
 本実施形態に係る、N-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、N-タンパク質の1~18番目(配列番号17)、19~49番目(配列番号18)、174~207番目(配列番号19)、230~252番目(配列番号20)、247~267番目(配列番号21)、336~350番目(配列番号22)、362~379番目(配列番号23)、377~395番目(配列番号24)又は401~419番目(配列番号25)のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、N-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図2において、抗原性スコア(antigenicity score)が閾値スコア(threshold score)と比較して高く、少なくとも15配列からなるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、N-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、好ましくはN-タンパク質の1~12番目、20~48番目、175~206番目、234~250番目、254~263番目、338~348番目、366~377番目、381~391番目又は403~417番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、N-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図2において、抗原性スコアが閾値スコアと比較してより高く、少なくとも10個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、N-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、より好ましくはN-タンパク質の4~11番目、27~41番目、185~196番目、237~247番目、256~261番目、340~347番目、367~375番目、384~390番目又は406~415番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、N-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図2において、抗原性スコアが閾値スコアと比較して最も高く、少なくとも6個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 SARS-CoV-2のM-タンパク質(膜タンパク質;以下、本明細書において単に「M-タンパク質」とも称する)は、配列番号3で表される222個のアミノ酸配列からなる。
 本実施形態に係る、M-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、M-タンパク質の1~24番目(配列番号26)、33~50番目(配列番号27)、101~120番目(配列番号28)、121~139番目(配列番号29)、146~171番目(配列番号30)、169~195番目(配列番号31)又は193~222番目(配列番号32)のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、M-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図3において、抗原性スコア(antigenicity score)が閾値スコア(threshold score)と比較して高く、少なくとも18個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、M-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、好ましくはM-タンパク質の1~19番目、38~45番目、103~118番目、122~138番目、155~168番目、172~195番目又は196~216番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、M-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図3において、抗原性スコアが閾値スコアと比較してより高く、少なくとも8個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、M-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、より好ましくはM-タンパク質の1~16番目、40~44番目、105~117番目、123~136番目、160~167番目、173~179番目又は205~215番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、M-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図3において、抗原性スコアが閾値スコアと比較して最も高く、少なくとも5配列からなるアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 SARS-CoV-2のE-タンパク質(エンベロープタンパク質;以下、本明細書において単に「E-タンパク質」とも称する)は、配列番号4で表される75個のアミノ酸配列からなる。
 本実施形態に係る、E-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、E-タンパク質の1~19番目(配列番号33)又は50~75番目(配列番号34)のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、E-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図4において、抗原性スコア(antigenicity score)が閾値スコア(threshold score)と比較して高く、少なくとも19個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、E-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、好ましくはE-タンパク質の4~13番目又は51~72番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、E-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図4において、抗原性スコアが閾値スコアと比較してより高く、少なくとも10個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係る、E-タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体は、より好ましくはE-タンパク質の5~10番目又は60~71番目のアミノ酸領域に結合する。これらのアミノ酸領域は、E-タンパク質分子全体について抗原性の強弱をスコア化した図4において、抗原性スコアが閾値スコアと比較して最も高く、少なくとも6個のアミノ酸配列からなるポリペプチドである。
 本実施形態に係るモノクローナル抗体を基に、抗原結合部位のみを分離させて使用することもできる。すなわち、公知の方法により作製された、Fab、Fab’、F(ab’)、一本鎖抗体(scFv)、VHHなどの特異的な抗原結合性を有する断片(抗原結合性断片)は本発明の範囲に含まれる。また、本実施形態に係るモノクローナル抗体のクラスはIgGに限定されず、IgY、IgM、Camel Ig又はIg NARでもよい。なお、本明細書において、文脈からそうでないことが明らかな場合を除き、「抗体」は、「抗体又はその抗原結合性断片」を意味する。
 本実施形態に係るモノクローナル抗体は、公知の免疫学的手法を用い、SARS-CoV-2のタンパク質又はその部分ペプチド(例えば、上記したS-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質又はE-タンパク質における特定のアミノ酸領域からなるポリペプチド)を被免疫動物に免疫し、被免疫動物の細胞を用いてハイブリドーマを作製することにより、又は遺伝子組換え技術による組換え抗体として作製することにより得ることができる。免疫に用いるペプチドの長さは特に限定されないが、好ましくは5アミノ酸以上、より好ましくは10アミノ酸以上、更に好ましくは13アミノ酸以上のペプチドを用いて免疫原とすることができる。
 免疫原とするSARS-CoV-2のタンパク質は培養ウイルス液から得ることもできるが、SARS-CoV-2のタンパク質をコードするDNAをプラスミドベクターに組み込み、これを宿主細胞に導入して発現させることにより得ることもできる。
 免疫原とするSARS-CoV-2のタンパク質又はそれらの部分ペプチドは以下に例示するようなタンパク質と融合タンパク質として発現させ、精製の後、又は未精製のまま免疫原として用いることもできる。融合タンパク質の作製には、当業者が「タンパク質発現・精製タグ」として一般的に用いる、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(GST)、マルトース結合タンパク質(MBP)、チオレドキシン(TRX)、Nusタグ、Sタグ、HSVタグ、FLAGタグ、ポリヒスチジンタグ、Strepタグ、Strep-IIタグ、Mycタグ、HAタグ、V5タグ、Eタグ、T7タグ、VSV-Gタグ、Glu-Gluタグ、Aviタグなどが利用できる。これらとの融合タンパク質は、消化酵素を用いてSARS-CoV-2のタンパク質又はその部分ペプチド部分とそれ以外のタグ部分とを切断し、分離精製した後に免疫原として用いることが好ましい。
 免疫した動物からのモノクローナル抗体の調製は、周知のケラーらの方法(Kohler et al., Nature, vol. 256, p495-497(1975))により容易に行うことができる。すなわち、免疫した動物から、脾細胞やリンパ球等の抗体産生細胞を回収し、これを常法によりマウスミエローマ細胞と融合させてハイブリドーマを作製し、得られたハイブリドーマを限界希釈法等によりクローニングし、クローニングされた各ハイブリドーマが産生するモノクローナル抗体のうち、SARS-CoV-2のタンパク質と抗原抗体反応するモノクローナル抗体を選択する。
 腹水や培養上清からのモノクローナル抗体の精製は、公知のイムノグロブリン精製法を用いることができる。例えば、硫酸アンモニウムや硫酸ナトリウムを用いた塩析による分画法、PEG分画法、エタノール分画法、DEAEイオン交換クロマトグラフィー法、ゲルろ過法などが挙げられる。また免疫動物種とモノクローナル抗体のクラスに応じて、プロテインA、プロテインG、プロテインLのいずれかを結合させた担体を用いたアフィニティクロマトグラフィー法によっても精製することが可能である。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2を検出する方法は、SARS-CoV-2のタンパク質、すなわち、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片と検体とを接触させ、免疫学的測定法によりSARS-CoV-2を検出することを含む。
 本実施形態に係る検出方法において用いる検体としては、例えば、ヒト又は動物の血液、血清、血漿、尿、精液、髄液、唾液、汗、涙、腹水若しくは羊水などの体液;粘液;糞便;血管若しくは肝臓などの臓器;組織;細胞、又はそれらの抽出液など、SARS-CoV-2のタンパク質が含まれる可能性のある生体試料が挙げられ、好ましくは、採取が容易である、口腔、扁桃腺、鼻腔、咽頭、喉頭、気管、気管支又は肺などからの細胞及び分泌液、鼻腔ぬぐい液、咽頭ぬぐい液、うがい液、喀痰、気管吸引液、気管支肺胞洗浄液などである。これらの検体を採取する方法は特に限定されず、公知の方法を採用することができる。具体的には、綿棒を用いた方法が挙げられる。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2のタンパク質の測定は、当業者にとって周知の免疫学的測定法であればいずれも採用できる。免疫学的測定法としては、例えば競合法、凝集法、ウェスタンブロット法、免疫染色法、サンドイッチ法などが挙げられる。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2のタンパク質の測定法としては、少なくとも2種類のモノクローナル抗体を使用するサンドイッチ法が好ましい。サンドイッチ法自体は免疫測定の分野において周知であり、例えばイムノクロマト法、ELISA法などにより行うことができる。本実施形態に係る測定法は、上記したSARS-CoV-2のタンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体を用いること以外は、周知のサンドイッチ法により行うことができる。
 サンドイッチ法において、測定するSARS-CoV-2のタンパク質がS-タンパク質である場合、66~85番目(配列番号5)、87~107番目(配列番号6)、105~131番目(配列番号7)、140~157番目(配列番号8)、155~170番目(配列番号9)、522~541番目(配列番号10)、538~562番目(配列番号11)、595~611番目(配列番号12)、670~693番目(配列番号13)、761~797番目(配列番号14)、802~818番目(配列番号15)及び1235~1273番目(配列番号16)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体を用いることが好ましい。
 サンドイッチ法において、測定するSARS-CoV-2のタンパク質がN-タンパク質である場合、1~18番目(配列番号17)、19~49番目(配列番号18)、174~207番目(配列番号19)、230~252番目(配列番号20)、247~267番目(配列番号21)、336~350番目(配列番号22)、362~379番目(配列番号23)、377~395番目(配列番号24)及び401~419番目(配列番号25)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体を用いることが好ましい。
 サンドイッチ法において、測定するSARS-CoV-2のタンパク質がM-タンパク質である場合、1~24番目(配列番号26)、33~50番目(配列番号27)、101~120番目(配列番号28)、121~139番目(配列番号29)、146~171番目(配列番号30)、169~195番目(配列番号31)及び193~222番目(配列番号32)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体を用いることが好ましい。
 サンドイッチ法において、測定するSARS-CoV-2のタンパク質がE-タンパク質である場合、1~19番目(配列番号33)及び50~75番目(配列番号34)のアミノ酸領域に同時に結合することのできる、2種類のモノクローナル抗体を用いることが好ましい。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2の検出キットは、SARS-CoV-2のタンパク質、すなわち、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2の検出キットは、上記した免疫学的測定法に用いられる形態であればいずれも採用できるが、好ましくは、正確、迅速かつ簡便にSARS-CoV-2のタンパク質を測定することが可能なイムノクロマトストリップの形態である。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2の検出キットの好ましい一態様は、S-タンパク質の66~85番目(配列番号5)、87~107番目(配列番号6)、105~131番目(配列番号7)、140~157番目(配列番号8)、155~170番目(配列番号9)、522~541番目(配列番号10)、538~562番目(配列番号11)、595~611番目(配列番号12)、670~693番目(配列番号13)、761~797番目(配列番号14)、802~818番目(配列番号15)及び1235~1273番目(配列番号16)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2の検出キットの好ましい一態様は、N-タンパク質の1~18番目(配列番号17)、19~49番目(配列番号18)、174~207番目(配列番号19)、230~252番目(配列番号20)、247~267番目(配列番号21)、336~350番目(配列番号22)、362~379番目(配列番号23)、377~395番目(配列番号24)及び401~419番目(配列番号25)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2の検出キットの好ましい一態様は、M-タンパク質の1~24番目(配列番号26)、33~50番目(配列番号27)、101~120番目(配列番号28)、121~139番目(配列番号29)、146~171番目(配列番号30)、169~195番目(配列番号31)及び193~222番目(配列番号32)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類の請求項8に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2の検出キットの好ましい一態様は、E-タンパク質の1~19番目(配列番号33)及び50~75番目(配列番号34)のアミノ酸領域に同時に結合することのできる、2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む。
〔SARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスに対する抗体;該抗体を用いてSARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスを検出する方法;及び該抗体を含む検出キット〕
 本実施形態に係るモノクローナル抗体は、SARS-CoV-2の構造タンパク質、すなわち、SARS-CoV-2のS-タンパク質(表面タンパク質)、N-タンパク質(ヌクレオカプシドタンパク質)、M-タンパク質(膜タンパク質)及びE-タンパク質(エンベロープタンパク質)からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質、並びにSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの構造タンパク質、すなわち、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスのS-タンパク質(表面タンパク質)、N-タンパク質(ヌクレオカプシドタンパク質)、M-タンパク質(膜タンパク質)及びE-タンパク質(エンベロープタンパク質)からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質と特異的に反応する。
 本実施形態において「特異的に」とは、タンパク質と本実施形態に係るモノクローナル抗体が混じり合う液系において、該抗体がSARS-CoV-2のタンパク質、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスのタンパク質以外のタンパク質成分と検出可能なレベルで抗原抗体反応を起こさないか、又は何らかの結合反応や会合反応を起こしたとしても、該抗体のSARS-CoV-2のタンパク質、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスのタンパク質以外のタンパク質との抗原抗体反応よりも明らかに弱い反応しか起こさないことを意味する。
 SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスは、ヒトに重篤な呼吸器症状を引き起こすコロナウイルスであれば特に制限されないが、好ましくはMERS-CoV及び/又はSARS-CoVであり、より好ましくはSARS-CoVである。
 本実施形態に係るモノクローナル抗体は、上記〔SARS-CoV-2に対する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法及び該抗体を含む検出キット〕において記載した方法と同様の方法で調製することができる。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスを検出する方法は、SARS-CoV-2の構造タンパク質、すなわち、SARS-CoV-2のS-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質と、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの構造タンパク質、すなわち、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスのS-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質に特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片と検体とを接触させ、免疫学的測定法によりSARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスを検出することを含む。
 本実施形態に係る方法において用いる検体、並びにSARS-CoV-2のタンパク質、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスのタンパク質の測定は、上記〔SARS-CoV-2に対する抗体、該抗体を用いてSARS-CoV-2を検出する方法及び該抗体を含む検出キット〕において記載した検体及び測定方法と同様である。
 本実施形態に係るSARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの検出キットは、SARS-CoV-2の構造タンパク質、すなわち、SARS-CoV-2のS-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質とSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの構造タンパク質、すなわち、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスのS-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種のタンパク質に特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む。
〔SARS-CoV-2を検出する抗体の認識するエピトープ(ポリペプチド)〕
 本実施形態に係る、配列番号5~34のいずれか一つのアミノ酸配列からなるポリペプチドは、検体中に存在するSARS-CoV-2を検出する抗体の認識するエピトープとして利用可能である。また、本実施形態に係るポリペプチドは、検体中に存在するSARS-CoV-2に加えて、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスを検出する抗体の認識するエピトープとして利用可能である。
 本実施形態に係るポリペプチドは、検体中(好ましくは血液中)に存在するSARS-CoV-2に対する抗体(すなわち、SARS-CoV-2に対する生体内での防御機構によって産生した抗SARS-CoV-2抗体価)を検出するハプテンとして利用可能である。したがって、本発明の一実施形態として、配列番号5~34のアミノ酸配列を有する1種又は2種以上のポリペプチドと検体(好ましくは血液)とを接触させ、免疫学的測定法により抗SARS-CoV-2抗体を検出することを含む、検体中の抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法が提供される。また、本発明の一実施形態として、配列番号5~34のアミノ酸配列を有する1種又は2種以上のポリペプチドを含む、抗SARS-CoV-2抗体の検出キットが提供される。
 本実施形態に係るポリペプチドは、検体中(好ましくは血液中)に存在するSARS-CoV-2に対する抗体、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスに対する抗体(すなわち、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスに対する生体内での防御機構によって産生した抗ヒト感染性コロナウイルス抗体価)を検出するハプテンとして利用可能である。したがって、本発明の一実施形態として、配列番号5~34のアミノ酸配列を有する1種又は2種以上のポリペプチドと検体(好ましくは血液)とを接触させ、免疫学的測定法により抗SARS-CoV-2抗体、及び抗SARS-CoV-2抗体以外の抗ヒト感染性コロナウイルス抗体を検出することを含む、検体中の抗SARS-CoV-2抗体、及び抗SARS-CoV-2抗体以外の抗ヒト感染性コロナウイルス抗体を検出する方法が提供される。また、本発明の一実施形態として、配列番号5~34のアミノ酸配列を有する1種又は2種以上のポリペプチドを含む、抗SARS-CoV-2抗体、及び抗SARS-CoV-2抗体以外の抗ヒト感染性コロナウイルス抗体の検出キットが提供される。
 本実施形態に係るポリペプチドは、SARS-CoV-2の感染予防を目的としたワクチン(例えば、ペプチドワクチン、カクテルペプチドワクチン、融合ペプチド、又は当該ペプチドを含むフラグメントドメイン)の基本骨格としての利用可能性を有する。また、本実施形態に係るポリペプチドは、SARS-CoV-2に加えて、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの感染予防を目的としたワクチンの基本骨格としての利用可能性を有する。
 本実施形態に係るポリペプチドは、SARS-CoV-2感染症の重篤化の予防を目的としたワクチン(例えば、ペプチドワクチン、カクテルペプチドワクチン、融合ペプチド又は当該ペプチドを含むフラグメントドメイン)の基本骨格としての利用可能性を有する。また、本実施形態に係るポリペプチドは、SARS-CoV-2感染症に加えて、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルス感染症の重篤化の予防を目的としたワクチンの基本骨格としての利用可能性を有する。
 本実施形態に係るポリペプチドと特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片は、SARS-CoV-2感染症の治療を目的とした抗体医薬(中和抗体)としての利用可能性を有する。また、本実施形態に係るポリペプチドと特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片は、SARS-CoV-2感染症に加えて、SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルス感染症の治療のための抗体医薬(中和抗体)としての利用可能性を有する。
 上記した各実施形態におけるSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスとしては、ヒトに重篤な呼吸器症状を引き起こすコロナウイルスであれば特に制限されないが、好ましくはMERS-CoV及び/又はSARS-CoVであり、より好ましくはSARS-CoVである。
〔実施例1:抗体価の測定〕
 配列番号5、6、7、8、9、10、11、13、15、16、18、19、20、21、23、24、25、26、27、30、31、32、33又は34の配列を有する計24種の各ポリペプチドを、MBS法(Syed Salman Lateef, et al. J Biomol Tech. 2007 Jul; 18(3): 173-176.)に基づき、Blue Carrier Protein(mollusk-derived hemocyanin)とBSA(bovine serum albumin)に各々個別に共有結合させたペプチドコンジュゲートを調製した。Blue Carrier Proteinを用いたペプチドコンジュゲートを免疫抗原として、それぞれ3匹ずつのBALB/cマウスに100 μg/200 μL /headの投与量で腹腔投与した。アジュバントとしてsigma adjuvant systemを使用した。免疫期間中の経時採血は尾静脈から行った。抗体価はBSAを用いたペプチドコンジュゲート固相化ELISA(Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay)法により、以下の手順で確認した。
1)PBSで2 μg/mLに希釈した計24種のBSAペプチドコンジュゲート溶液を100 μL/wellずつ96-wellイムノプレートに添加し、4℃で一晩固相化した。
2)BSAペプチドコンジュゲート溶液を廃棄し、wash buffer (0.05% Tween20/PBS)で2回洗浄後、MilliQ waterで5倍希釈したBlocking One(ナカライテスク社製)を250 μL/wellずつ添加し、25℃で1時間程度インキュベートすることによってブロッキングを行った。
3)ブロッキング溶液を廃棄し、wash bufferで2回洗浄後、wash bufferで100~100,000倍希釈したマウス血漿を100 μL/wellずつ添加し、25℃で2時間インキュベートした。
4)血漿溶液を廃棄し、wash bufferで3回洗浄後、wash bufferで5,000倍希釈したPeroxidase-Conjugated Goat Anti-Mouse Immunoglobulins(DAKO社製)を100 μL/wellずつ添加し、室温で1時間インキュベートした。
5)抗体溶液を廃棄し、wash bufferで3回洗浄後、TMB溶液(TMB One-Step Substrate System:DAKO社製)を100 μL/wellずつ添加した。
6)25℃で20分間インキュベート後、2N H2SO4を100 μL/wellずつ添加して反応を停止した。
7)プレートリーダーで450 nm/630 nmの吸光度を測定した。
 その結果を図5a~5xに示す。なお、図中のError bar(SD)は免疫マウスの個体間差(n=3)である。
 図5a~5xに示すとおり、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質のエピトープペプチドに対する抗体価が上昇していることが確認された。
〔実施例2:SARS-CoV-2不活化抗原への抗体の反応性〕
 SARS-CoV-2(EPI_ISL_406034)の不活化抗原を固相化したマイクロタイタープレートを用いて、実施例1で得られた計24種の抗体のSARS-CoV-2不活化抗原への反応性をELISA(Enzyme-Linked Immuno Sorbent Assay)法により、以下の手順で確認した。
1)SARS-CoV-2不活化抗原を固相化した96-wellイムノプレートに実施例1で得られた計24種の抗体を100 μL/wellずつ添加し、37℃で1時間インキュベートした。
2)血漿溶液を廃棄し、wash buffer(0.05% Tween20/PBS)で2回洗浄後、dilution buffer(0.05% Tween20, 0.5% BSA/PBS)で25,000倍希釈したPeroxidase-conjugated AffiniPure Goat Anti-Mouse IgG(subclasses 1+2a+2b+3)及びFcγ Fragment Specific(Jackson ImmunoResearch社製)を100 μL/wellずつ添加し、37℃で1時間インキュベートした。
3)抗体溶液を廃棄し、wash bufferで2回洗浄後、TMB溶液(TMB One-Step Substrate System:DAKO社製)を100 μL/wellずつ添加した。
4)25℃で20分間インキュベート後、2N H2SO4を100 μL/wellずつ添加して反応を停止した。
5)プレートリーダーで450 nm/630 nmの吸光度を測定した。
 その結果を図6に示す。なお、図中のError bar(1.96×SD)は測定間差(n=3)である。
 図6に示すとおり、実施例1で得られた計24種の抗体は、何れもSARS-CoV-2不活性化抗原に反応することが確認された。
〔実施例3:SARS-CoV-2不活化抗原を免疫原とした場合の抗血清中に存在する抗体のエピトープの解析〕
 実施例2で用いたSARS-CoV-2不活化抗原を免疫原として、実施例1と同じ手順でBALB/cマウスに免疫を行った。得られた抗血清中に存在する抗体のエピトープを以下の手順で解析した。
1)SARS-CoV-2のN-タンパク質の配列(配列番号2)をN末端から1アミノ酸ずつC末端側にスライドさせ、且つ連続した15アミノ酸からなるポリペプチドであり、且つ各ポリペプチド鎖のN末端にはビオチン標識を行い、且つ各ポリペプチド鎖のC末端にはグリシンを1残基付加した、SARS-CoV-2 N-タンパク質ペプチドセット(BioTidesTM Biotinylated Peptides:JPT Peptide Technologies GmbH社製)を用いた。
2)上記1)記載のBioTidesTM Biotinylated PeptidesをDMF(N,N-dimethylformamide)に溶解し、LumAvidin Microspheres(Liminex社製)へビオチン-アビジン反応を介してBioTidesTM Biotinylated Peptides-immobilized LumAvidin Microspheresを調製した。本調製の詳細は、Luminex社のxMAP(registered trademark)Cookbook(Chapter 4.2.1)に従った。
3)SARS-CoV-2不活化抗原をBALB/cマウスに免疫して得た抗血清をPBS-TBN(0.02% Tween20, 0.1% BSA/PBS)で100倍希釈した溶液50 μLと、上記2)で調製したBioTidesTM Biotinylated Peptides-immobilized LumAvidin MicrospheresをSARS-CoV-2のN-タンパク質ペプチド各種に対して500 beads of LumAvidin Microspheresで混合したbeads mix 50 μLを混合後、37℃で1時間インキュベートした。
4)3000rpmで5分間の遠心後、反応溶液の上清を廃棄し、wash buffer(0.02% Tween20/PBS)で2回洗浄した。
5)R-Phycoerythrin AffiniPure Goat Anti-Mouse IgG(subclasses 1+2a+2b+3)及びFcγ Fragment Specific(Jackson ImmunoResearch社製)をPBS-TBNで200倍希釈した溶液100 μLを、上記4)で反応後のbeads mixに添加し、37℃で1時間インキュベートした。
6)3000rpmで5分間の遠心後、反応溶液の上清を廃棄し、wash bufferで2回洗浄した。
7)PBS-BN(1% BSA/PBS)50 μLを、上記6)で反応後のbeads mixに添加し、beads懸濁液を調製した。
8)上記7)で調製したbeads懸濁液についてBio-Plex 200(Bio-Rad社製)を用いてMFI(meadian fluorescence intensity)を計測した。なお、Blank(reference control)として、上記3)において、抗血清に代えてdiluentであるPBS-TBNのみを測定試料に用いた条件でも計測し、抗血清での計測値からBlankでの計測値を差し引いた値をΔMFI(-Blank)と表した。
 その結果を図7に示す。
 図7に示すとおり、実施例3で得られた抗血清は、配列番号21と22以外のN-タンパク質エピトープ配列に対して優位な抗体価を有することが確認された。
〔実施例4:recombinant N-タンパク質を免疫原とした場合の抗血清中に存在する抗体のエピトープの解析〕
 recombinant N-タンパク質(full-length;配列番号2)を免疫原として、実施例1と同じ手順でBALB/cマウスに免疫を行った。得られた抗血清中に存在する抗体のエピトープを実施例3と同じ手順で解析した。その結果を図8に示す。
 図8に示すとおり、実施例4で得られた抗血清は、配列番号17~25のN-タンパク質の全エピトープ配列に対して優位な抗体価を有することが確認された。
〔実施例5:N-タンパク質のエピトープ配列への抗血清中の抗体の反応性〕
 実施例3及び実施例4で得られた抗血清を用いて、配列番号17~25のN-タンパク質のエピトープ配列への上記抗血清中の抗体の反応性を以下の手順で確認した。
1)配列番号17~25の各ポリペプチドのN末端にビオチン標識を施し、当該ポリペプチドをDMF(N,N-dimethylformamide)に溶解し、LumAvidin Microspheres(Liminex社製)へビオチン-アビジン反応を介してBiotinylated epitope-peptides-immobilized LumAvidin Microspheresを調製した。本調製の詳細は、Luminex社のxMAP(registered trademark)Cookbook(Chapter 4.2.1)に従った。
2)実施例3及び実施例4で得られた抗血清をPBS-TBN(0.02% Tween20, 0.1% BSA/PBS)で100倍希釈した溶液50 μLと、上記調製したBiotinylated epitope-peptides-immobilized LumAvidin Microspheresを配列番号17~25の各ポリペプチドに対して500 beads of LumAvidin Microspheresで混合したbeads mix 50 μLを混合後、37℃で1時間インキュベートした。
3)3000rpmで5分間の遠心後、反応溶液の上清を廃棄し、wash buffer(0.02% Tween20/PBS)で2回洗浄した。
4)R-Phycoerythrin AffiniPure Goat Anti-Mouse IgG(subclasses 1+2a+2b+3)及びFcγ Fragment Specific(Jackson ImmunoResearch社製)をPBS-TBNで200倍希釈した溶液100 μLを、上記3)で反応後のbeads mixに添加し、37℃で1時間インキュベートした。
5)3000rpmで5分間の遠心後、反応溶液の上清を廃棄し、wash bufferで2回洗浄した。
6)PBS-BN(1% BSA/PBS)50 μLを、上記5)で反応後のbeads mixに添加し、beads懸濁液を調製した。
7)上記6)で調製したbeads懸濁液についてBio-Plex 200(Bio-Rad社製)を用いてMFI(meadian fluorescence intensity)を計測した。なお、Blank(reference control)として、上記2)において、抗血清に代えてdiluentであるPBS-TBNのみを測定試料に用いた条件でも計測した。
 その結果を図9に示す。なお、図中のError bar(SD)は測定間差(n=3)である。
 図9に示すとおり、実施例3及び実施例4で得られた抗血清は、配列番号17~25のN-タンパク質の全エピトープ配列に対して優位な抗体価を有することが確認された。

Claims (36)

  1.  SARS-CoV-2の構造タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片であって、前記SARS-CoV-2の構造タンパク質が、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種である、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  2.  前記SARS-CoV-2の構造タンパク質がS-タンパク質であり、前記S-タンパク質の66~85番目(配列番号5)、87~107番目(配列番号6)、105~131番目(配列番号7)、140~157番目(配列番号8)、155~170番目(配列番号9)、522~541番目(配列番号10)、538~562番目(配列番号11)、595~611番目(配列番号12)、670~693番目(配列番号13)、761~797番目(配列番号14)、802~818番目(配列番号15)又は1235~1273番目(配列番号16)のアミノ酸領域に結合する、請求項1に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  3.  前記S-タンパク質の71~83番目、89~103番目、107~127番目、143~154番目、158~167番目、524~538番目、546~560番目、598~608番目、672~691番目、772~796番目、806~816番目又は1238~1269番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は2に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  4.  前記S-タンパク質の73~79番目、93~99番目、109~115番目、145~152番目、160~165番目、526~531番目、553~558番目、599~607番目、674~684番目、773~795番目、808~814番目又は1257~1261番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は2に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  5.  前記SARS-CoV-2の構造タンパク質がN-タンパク質であり、前記N-タンパク質の1~18番目(配列番号17)、19~49番目(配列番号18)、174~207番目(配列番号19)、230~252番目(配列番号20)、247~267番目(配列番号21)、336~350番目(配列番号22)、362~379番目(配列番号23)、377~395番目(配列番号24)又は401~419番目(配列番号25)のアミノ酸領域に結合する、請求項1に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  6.  前記N-タンパク質の1~12番目、20~48番目、175~206番目、234~250番目、254~263番目、338~348番目、366~377番目、381~391番目又は403~417番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は5に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  7.  前記N-タンパク質の4~11番目、27~41番目、185~196番目、237~247番目、256~261番目、340~347番目、367~375番目、384~390番目又は406~415番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は5に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  8.  前記SARS-CoV-2の構造タンパク質がM-タンパク質であり、前記M-タンパク質の1~24番目(配列番号26)、33~50番目(配列番号27)、101~120番目(配列番号28)、121~139番目(配列番号29)、146~171番目(配列番号30)、169~195番目(配列番号31)又は193~222番目(配列番号32)のアミノ酸領域に結合する、請求項1に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  9.  前記M-タンパク質の1~19番目、38~45番目、103~118番目、122~138番目、155~168番目、172~195番目又は196~216番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は8に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  10.  前記M-タンパク質の1~16番目、40~44番目、105~117番目、123~136番目、160~167番目、173~179番目又は205~215番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又8に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  11.  前記SARS-CoV-2の構造タンパク質がE-タンパク質であり、前記E-タンパク質の1~19番目(配列番号33)又は50~75番目(配列番号34)のアミノ酸領域に結合する、請求項1に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  12.  前記E-タンパク質の4~13番目又は51~72番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は11に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  13.  前記E-タンパク質の5~10番目又は60~71番目のアミノ酸領域に結合する、請求項1又は11に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  14.  請求項1~13のいずれか一項に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片と検体とを接触させ、免疫学的測定法によりSARS-CoV-2を検出することを含む、検体中のSARS-CoV-2を検出する方法。
  15.  S-タンパク質の66~85番目(配列番号5)、87~107番目(配列番号6)、105~131番目(配列番号7)、140~157番目(配列番号8)、155~170番目(配列番号9)、522~541番目(配列番号10)、538~562番目(配列番号11)、595~611番目(配列番号12)、670~693番目(配列番号13)、761~797番目(配列番号14)、802~818番目(配列番号15)及び1235~1273番目(配列番号16)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を用いる、請求項14に記載の方法。
  16.  N-タンパク質の1~18番目(配列番号17)、19~49番目(配列番号18)、174~207番目(配列番号19)、230~252番目(配列番号20)、247~267番目(配列番号21)、336~350番目(配列番号22)、362~379番目(配列番号23)、377~395番目(配列番号24)及び401~419番目(配列番号25)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を用いる、請求項14に記載の方法。
  17.  M-タンパク質の1~24番目(配列番号26)、33~50番目(配列番号27)、101~120番目(配列番号28)、121~139番目(配列番号29)、146~171番目(配列番号30)、169~195番目(配列番号31)及び193~222番目(配列番号32)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を用いる、請求項14に記載の方法。
  18.  E-タンパク質の1~19番目(配列番号33)及び50~75番目(配列番号34)のアミノ酸領域に同時に結合することのできる、2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を用いる、請求項14に記載の方法。
  19.  請求項1~13のいずれか一項に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む、SARS-CoV-2の検出キット。
  20.  S-タンパク質の66~85番目(配列番号5)、87~107番目(配列番号6)、105~131番目(配列番号7)、140~157番目(配列番号8)、155~170番目(配列番号9)、522~541番目(配列番号10)、538~562番目(配列番号11)、595~611番目(配列番号12)、670~693番目(配列番号13)、761~797番目(配列番号14)、802~818番目(配列番号15)及び1235~1273番目(配列番号16)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む、請求項19に記載のキット。
  21.  N-タンパク質の1~18番目(配列番号17)、19~49番目(配列番号18)、174~207番目(配列番号19)、230~252番目(配列番号20)、247~267番目(配列番号21)、336~350番目(配列番号22)、362~379番目(配列番号23)、377~395番目(配列番号24)及び401~419番目(配列番号25)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類の請求項5に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む、請求項19に記載のキット。
  22.  M-タンパク質の1~24番目(配列番号26)、33~50番目(配列番号27)、101~120番目(配列番号28)、121~139番目(配列番号29)、146~171番目(配列番号30)、169~195番目(配列番号31)及び193~222番目(配列番号32)からなる群より選択されるアミノ酸領域に同時に結合することのできる、少なくとも2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む、請求項19に記載のキット。
  23.  E-タンパク質の1~19番目(配列番号33)及び50~75番目(配列番号34)のアミノ酸領域に同時に結合することのできる、2種類のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む、請求項19に記載のキット。
  24.  SARS-CoV-2の構造タンパク質、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの構造タンパク質と特異的に反応するモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片であって、前記SARS-CoV-2の構造タンパク質が、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種であり、前記SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの構造タンパク質が、S-タンパク質、N-タンパク質、M-タンパク質及びE-タンパク質からなる群より選択される少なくとも1種である、前記モノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  25.  前記SARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスが、MERS-CoV及び/又はSARS-CoVである、請求項24に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片。
  26.  請求項24又は25に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片と検体とを接触させ、免疫学的測定法によりSARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスを検出することを含む、検体中のSARS-CoV-2及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスを検出する方法。
  27.  請求項24又は25に記載のモノクローナル抗体又はその抗原結合性断片を含む、SARS-CoV-2、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルスの検出キット。
  28.  配列番号5~34のいずれか一つのアミノ酸配列であるポリペプチド。
  29.  請求項28に記載のポリペプチドと検体とを接触させ、免疫学的測定法により抗SARS-CoV-2抗体を検出することを含む、検体中の抗SARS-CoV-2抗体を検出する方法。
  30.  請求項28に記載のポリペプチドを含む、抗SARS-CoV-2抗体の検出キット。
  31.  請求項28に記載のポリペプチドと検体とを接触させ、免疫学的測定法により抗SARS-CoV-2抗体、及び抗SARS-CoV-2抗体以外の抗ヒト感染性コロナウイルス抗体を検出することを含む、検体中の抗SARS-CoV-2抗体、及び抗SARS-CoV-2抗体以外の抗ヒト感染性コロナウイルス抗体を検出する方法。
  32.  請求項28に記載のポリペプチドを含む、抗SARS-CoV-2抗体、及び抗SARS-CoV-2抗体以外の抗ヒト感染性コロナウイルス抗体の検出キット。
  33.  請求項28に記載のポリペプチドを含む、SARS-CoV-2用ワクチン。
  34.  請求項28に記載のポリペプチドを含む、SARS-CoV-2用、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルス用ワクチン。
  35.  請求項28に記載のポリペプチドと特異的に反応するモノクローナル抗体又は抗原結合性断片を含む、SARS-CoV-2感染症の治療のための抗体医薬。
  36.  請求項28に記載のポリペプチドと特異的に反応するモノクローナル抗体又は抗原結合性断片を含む、SARS-CoV-2感染症、及びSARS-CoV-2以外のヒト感染性コロナウイルス感染症の治療のための抗体医薬。
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