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研究課題情報

課題管理番号

20fk0108271h0001

統合プロジェクト（二期）

医薬品プロジェクト<第二期>

事業名

新興・再興感染症に対する革新的医薬品等開発推進研究事業

タグ（2020）

研究の性格：医薬品・医療機器等の開発を目指す研究<医療機器開発につながるシステム開発を含む>

開発フェーズ：応用

承認上の分類：医薬品

対象疾患：その他

疾患領域：感染症

開発目的：治療

代表研究機関

国立大学法人熊本大学

研究代表者

(2020) 松下修三, 国立大学法人熊本大学, ヒトレトロウイルス学共同研究センター

研究期間

2020年度 - 2021年度

課題への総配分額

45,000 千円

研究概要（2020）

本研究の目的は、新型コロナウイルス感染症(COVID-19)回復期症例の末梢血B細胞から、新型コロナウイルス(SARS-CoV-2)を強力に中和するヒト単クローン抗体を樹立するところにある。COVID-19の20%は重症化するが、有効性の確立した治療法はない。一方、COVID-19から回復した症例には、SARS-CoV-2を中和する抗体が検出され、このような回復期血漿を用いた治療法の有効性が報告されている(Shen C. et al., JAMA, 2020, Duana K. et al., Proc. Natl. Acad. Sci., 2020)。しかし、回復期症例の血清の量は限られ、多くの症例への応用は困難である。このような状況を踏まえ、我々は、COVID-19回復期症例のB細胞からSARS-CoV-2を中和する抗体遺伝子を単離し、組み換え抗体として大量に生産することにより、中和抗体を用いた重症化抑制の治療法を開発する研究計画を立案した。中和抗体の反応エピトープが明らかにできれば、最も重要なワクチン開発にも貢献できる。

研究成果情報

2020

成果の概要

COVID-19のパンデミックは、既存のワクチンに対して抵抗性の変異株の流行という、新たな局面を迎えている。我々は新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）に感染し、重症化後に回復した２症例から、強力な中和活性を持つ4種類のヒト単クローン抗体を分離し、特許を出願した（出願番号：特願2020-143055、出願日：2020年8月26日）。即ち、末梢血単核球から、CD19⁺, CD27⁺, IgG⁺, IgM^- のB細胞をsingle cell sortingにて分離し、重鎖と軽鎖をそれぞれクローニングして得られた1102クローンをスクリーニングし、88個にspike蛋白への結合活性を認めた。これらのクローンについてSARS-CoV-2のpseudovirusを用いて中和活性を検討したところ、5クローンが有意な活性を示した。そのうち4種類はspike蛋白の受容体結合ドメイン(RBD)に結合し、強力な中和活性を認めた。中でも2クローンは、武漢型（wt）、ヨーロッパ型（D614G）のプロトタイプのウイルスに加え、世界的に問題となっている英国（B1.1.7）、ミンク(cluster 5)、南アフリカ（B.1.351）、ブラジル（P.1）の変異株に対し低濃度で強力な交差中和活性を示し、COVID-19 パンデミックに対する切り札となりうるものである。米国で緊急承認された中和抗体が、70-100mg/kgで投与され、コストが問題であるのに対し、本抗体は強力な中和活性から、約100分の1の投与量で効果が期待できる（松下、桑田ら）。中和抗体のエピトープ同定のために、カイコ-バキュロウイルス発現系を用いてRBDの野生型及びエスケープ変異を持つ8種の変異体を発現する組換えバキュロウイルスを作製した。各組換えタンパク質発現バキュロウイルスはカイコ幼虫に接種し、糖鎖修飾を受けた組換えタンパク質として精製した（田附、松下ら）。中和抗体の機能的解析を目的としたSARS-CoV-2の吸着・侵入系を樹立するため、SARS-CoV-2のM, N, E、Sタンパク質発現系をそれぞれ確立し、HEK-293T細胞に同時に発現させ、上清の超遠心によりウイルス様粒子（VLP）を調整した。現在このVLPにレポーターを搭載した吸着・侵入のシステムの解析を行っている（前田、桑田ら）。

学会誌・雑誌等における論文一覧

1. Kaku Y., Kuwata T., Gorny M.K., Matsushita S. Prediction of contact residues in anti-HIV neutralizing antibody by deep learning . Japanese Journal of Infectious Diseases, Jpn.J.Infect.Dis., 73, 235-241 2020 DOI: 10.7883/yoken.JJID.2019.496

2. Maeda Y, Takemura T, Chikata, Kuwata T, Terasawa H, Fujimoto R, Kuse N, Akahoshi T, Murakoshi H, Tran G, Zhang Y, Pham C, Pham A, Monde K, Sawa T, Matsushita S, Nguyen T, Nguyen K, Hasebe F, Yamashiro T, and Takiguchi M. Existence of replication-competent minor variants with different coreceptor usage in plasma from HIV-1-infected individuals. J Virol 2020; 94 (12) e00193-20.　 doi: 10.1128/JVI.00193-20

3. Matsuoka S, Kuwata T, Ishii H, Sekizuka T, Kuroda M, Sano M, Okazaki M, Yamamoto Y, Shimizu M, Matsushita S, Seki Y, Saito A, Sakawaki H, Hirsch V, Miura T, Akari H, Matano T. A potent anti-simian immunodeficiency virus neutralizing antibody induction associated with a germline immunoglobulin gene polymorphism in rhesus macaques. J Virol. 2021, 95 (7):e02455-20 January 2021 doi: 10.1128/JVI.02455-20

4. Kobayakawa T, Tsuji K, Konno K, Himeno A, Masuda A, Yang T, Takahashi K, Ishida Y, Ohashi N, Kuwata T, Matsumoto K, Yoshimura K, Sakawaki H, Miura T, Harada S, Matsushita S and Tamamura H. Hybrids of Small-Molecule CD4 Mimics with Polyethylene Glycol Units as HIV Entry Inhibitors, J. Med. Chem. 2021, 64, 3, 1481-1496．DOI: 10.1021/acs.jmedchem.0c01153

5. Kaku Y, Kuwata T, Zahid HM, Hashiguchi T, Noda T, Kuramoto N, Biswas S, Matsumoto K, Shimizu M, Kawanami Y, Shimura K, Onishi C, Muramoto Y, Suzuki T, Sasaki J, Nagasaki Y, Minami R, Motozono C, Toyoda M, Takahashi H, Kishi H, Fujii K, Tatsuke T, Ikeda T, Maeda Y, Ueno T, Koyanagi Y, Iwagoe H, Matsushita S. Resistance of SARS-CoV-2 variants to neutralization by antibodies induced in convalescent patients with COVID-19, Cell Rep. 2021;36(2):109385. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109385.

6. Zahid HM, Kuwata T, Takahama S. Kaku Y, Biswas S, Matsumoto K, Tamamura H, Matsushita S. Functional analysis of a monoclonal antibody reactive against the C1C2 of Env obtained from a patient infected with HIV-1 CRF02_AG, Retrovirology. 2021;18(1):23. doi: 10.1186/s12977-021-00568-y.

7. Katsuya H, Cook LBM, Rowan AG, Melamed A, Turpin J, Ito J, Islam S, Miyazato P, Jek Yang Tan B, Matsuo M, Miyakawa T, Nakata H, Matsushita S, Taylor GP, Bangham CRM, Kimura S, Satou Y.J. Clonality of HIV-1- and HTLV-1-Infected Cells in Naturally Coinfected Individuals. J Infect Dis. 2022 Jan 18;225(2):317-326. doi: 10.1093/infdis/jiab202.

8. 郭　悠、桑田岳夫、松下修三、「抗体療法を目指した変異株に有効なSARS-CoV-2中和モノクローナル抗体の分離」、学会誌「ウイルス」第 71 巻 2 号（2021年12月号）特集

9. 桑田岳夫、新型コロナウイルスの中和抗体からの逃避. エイズ学会誌 2022、24:1-4.

学会・シンポジウム等における口頭・ポスター

1. 抗イディオタイプ抗体を用いたHIV中和抗体誘導の為の段階的ワクチン戦略、郭悠、Zahid Md H、Biswas S、松本佳穂、桑田岳夫、松下修三、第35回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム. 東京、2021年11月21-23日、国内、口頭.

国内 / 口頭

2. 中和抗体抵抗性SIV感染サルにおいて免疫グロブリン遺伝子多型が中和抗体誘導に及ぼす影響の解析、野村柚仁、松岡佐織、岡崎みどり、桑田岳夫、俣野哲郎、石井洋、第35回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム、グランドプリンセスホテル高輪、東京、2021年11月21-23日、国内、口頭.

国内 / 口頭

3. COVID-19回復者で誘導された抗体に対するSARS-CoV-2変異株の中和抵抗性、桑田岳夫、郭悠、清水美紀子、Zahid Md H、Biswas S、松本佳穂、松下修三、第35回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム、グランドプリンセスホテル高輪、東京、2021年11月21-23日、国内、口頭.

国内 / 口頭

4. 回復患者より抽出したSARS-CoV-2中和抗体の検討、郭悠、松本佳穂、Zahid Md H、Biswas S、桑田岳夫、松下修三、第35回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム、グランドプリンセスホテル高輪、東京、2021年11月21-23日、国内、口頭.

国内 / 口頭

5. CD4類似化合物YIR-821によるサブタイプB HIV-1患者抗体の活性増強効果、松本佳穂、桑田岳夫、Zahid Md H、郭悠、Biswas S、高濱正吉、玉村啓和、松下修三、第35回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム、グランドプリンセスホテル高輪、東京、2021年11月21-23日、国内、口頭.

国内 / 口頭

6. Anti-Idiotype antibodies as sorting probes to isolate anti-CD4i antibodies、Biswas S, Yamauchi S, Morioka H, Kaku Y, Kuwata T, Matsushita S、第35回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム、グランドプリンセスホテル高輪、東京、2021年11月21-23日、国内、ポスター.

国内 / ポスター

7. Naturally arising R5-tropic non-subtype B HIV-1 variants in treatment-naive subjects show inherently resistance to Maraviroc、Judicate P G, Barabona G, Kamori D, Mahiti M, Kuwata T, Sunguya B, Lyamuya E, Ueno T、第34回日本エイズ学会学術集会・総会シンポジウム、Web、2020年11月27-29日、国内、ポスター.

国内 / ポスター