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Nature Communications volume 14、記事番号: 5191 (2023) この記事を引用

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12 オルトメトリック

メトリクスの詳細

現在利用可能な COVID-19 ワクチンや治療薬の多くは、新たに出現した SARS-CoV-2 変異種に対しては効果がありません。今回我々は、SARS-CoV-2の細胞受容体であるアンジオテンシン変換酵素2（ACE2）の金属酵素ドメインをIgM様の吸入可能な分子（HH-120）として開発した。 HH-120 は、SARS-CoV-2 スパイク (S) タンパク質に高い結合力で結合し、懸念されるすべての既知の SARS-CoV-2 変異体に対して強力かつ広範囲の中和活性を与えます。 HH-120 は、げっ歯類およびサルの呼吸器系送達に適切な空気力学的特性を達成する吸入製剤として開発されました。エアロゾル吸入による HH-120 の早期投与により、ウイルスに感染した雄のゴールデンシリアンハムスターのウイルス量と肺の病理スコアが大幅に減少することがわかりました。 SARS-CoV-2 祖先株 (GDPCC-nCoV27) とデルタ変異株。私たちの研究は、HH-120 (分子量 (MW) ～ 1000 kDa) のような大型生物製剤の吸入送達における有意義な進歩を示し、HH-120 が SARS-CoV-2 に対する有効かつ安全かつ便利な薬剤として機能できることを実証しています。亜種。最後に、ウイルスの受容における ACE2 の既知の役割を考慮すると、HH-120 はさらなる緊急コロナウイルスに対して有効である可能性があると考えられます。

重症急性呼吸器症候群コロナウイルス-2 (SARS-CoV-2) によって引き起こされる 2019 年コロナウイルス感染症 (COVID-19) の規模が大規模であり、ワクチン接種後のウイルス感染に対する防御効果が最適ではないことにより、ウイルス感染症の変異種が出現する肥沃な土壌が提供されています。感染力の増加や、SARS-CoV-2 の受容体結合ドメイン (RBD) を標的とする中和抗体から逃れる能力など、適応的な利点が挙げられます1。現在蔓延している Omicron の変異体は、S タンパク質に 30 を超える変異を抱えており 2、3、回復期患者またはワクチン接種者の血清による中和に対して著しく耐性があります 2、3、4。これらの変異体は、多様なエピトープの SARS-CoV-2 中和抗体の大部分も回避します 2、3、4。注目すべきことに、2021年に軽度から中等度の新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の治療のためにFDAから緊急使用許可（EUA）を与えられた3つの抗体レジメン（バムラニビマブとエテセビマブ、カシリビマブとイムデビマブ、ソトロビマブ）は現在、症状の治療への使用が制限されている。感受性の高い SARS-CoV-2 変異体によって引き起こされる感染症（つまり、Omicron 変異体ではない）5. 2021年12月にFDAからEUAを付与された2種類の小分子経口抗ウイルス薬（モルヌピラビルとパクスロビッド）は、入院時に酸素療法を必要としないオミクロン変異種に感染し入院している患者において臨床効果を示した6。ただし、それぞれに独自の制限があります。モルヌピラビルには潜在的な宿主変異原性リスクがあり、SARS-CoV-2 の変異頻度が増加する可能性があります 7,8。パクスロビッド（リトナビルブーストニルマトレルビル）は、リトナビルの CYP3A 誘導効果により薬物間相互作用の薬剤との併用が禁忌となっており、その広範な使用が制限されています9。さらに、最近の研究では、65 歳未満の患者におけるパクスロビッドの効果は限定的であると報告されています10。

ウイルスの突然変異と集団免疫の構築に伴い、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の主な症状も、祖先株によって引き起こされる重症急性呼吸器症候群からデルタ変異型、さらに最近の軽度から中等度の上部症状まで進化している。 Omicron 亜種によって引き起こされる呼吸器症状11、12。それにもかかわらず、呼吸器系は依然としてウイルスの主要な標的である。 SARS-CoV-2 は他の臓器にも感染する可能性がありますが、これは通常、比較的重症の場合または新型コロナウイルス感染症 1913 の後期段階でのみ発生します。したがって、上気道や肺に直接、理想的には吸入によって利益をもたらす抗COVID-19薬は、モノクローナル抗体などの送達に一般的に使用される全身送達経路（例えば、静脈内投与）よりも優れた臨床効果を可能にする可能性がある。大量の生物学的製剤は、循環から肺にかなり非効率的に輸送されます（肺内の濃度は循環中の濃度よりも 500 ～ 10,000 分の 14）。

1 × 10−12 M) and confers ~88–265 fold higher neutralization activity than a human IgG1 Fc-tagged bi-valent ACE2 (hACE2-hIgG1) against ancestral strain (IVDC-QD-11-2P2) infection of Vero cells, with an IC50 (half maximal inhibitory concentrations) of 20–60 ng/mL (IC90 of 180–540 ng/mL). HH-120 confers broad-spectrum and potent neutralization activity against all tested (more than 30) pseudotyped SARS-CoV-2 variants, including the Omicron variants. Importantly, HH-120 can be formulated as an aerosol inhalation for direct pulmonary delivery, thus allowing rapid action, high local concentration in respiratory tract (especially in lungs), and minimal adverse systemic effects. In golden Syrian hamster infection models with the ancestral strain (GDPCC-nCoV27) and Delta variant SARS-CoV-2 virus, inhalation of aerosolized HH-120 for early treatment resulted in potent antiviral effects, reducing lung pathology scores and leading to ~3 log reductions in viral loads (assessed as genomic RNA (gRNA), subgenomic RNA (sgRNA), and infectious viral titers). Preclinical toxicological studies in rats and cynomolgus monkeys demonstrate that HH-120 can be safely inhaled, supporting further clinical development of HH-120 into a safe, convenient, and efficacious agent fighting against variants of SARS-CoV-2 that cause COVID-19, and potential threats caused by additional ACE2-utilizing coronaviruses that may emerge in the future./p>

96% as determined by size exclusion high performance liquid chromatography (SEC-HPLC) analysis and size-exclusion chromatography coupled with multi-angle light scattering (SEC-MALS). The purified HH-120 showed as one major band with an apparent MW of around 150 kDa on reducing SDS-PAGE (Fig. 1b). Native-PAGE revealed three adjacent bands with an apparent MW of around 1000 kDa, likely representing hexamers, pentamers, and tetramers, respectively, collectively referred to as “Oligomer”; Native-PAGE also revealed two bands with sizes corresponding to theoretical MW of trimers and dimers, probably formed owing to the heating procedure caused oligomeric disassembly (Fig. 1b). The purity of HH-120 oligomer ranged from 96.2% to 99.5% with different batches when analyzed using SEC-HPLC. One batch showed a 97.39% purity represented by a main peak in SEC-HPLC; the impurities were <3% and included two small peaks for high molecular weight proteins (HMWPs) and a small peak for low molecular weight proteins (LMWPs) (Fig. 1c)./p>90% neutralization of viral infection at a fourfold dilution (Fig. 4g). These results are consistent with the prediction based on in vitro IC90 values and PK results in rats and hamsters, further support that aerosolized HH-120 can be effectively deposited and exert neutralizing activity in the lungs of hamsters. Choosing a treatment regime of 15 min inhalation of HH-120 (nebulized from 5 mg/mL HH-120 solution) at a dosing frequency of twice daily (BID, every 12 h) should be suitable for in vivo efficacy studies./p>

5 indicates a large number of cells infiltrated into the alveolar cavity; the alveolar cavity disappeared; the septum fused, and a transparent membrane was formed on the alveolar wall. Five fields of each section were randomly chosen for evaluation of histopathological changes according to the scoring system above. Histopathological changes of the lung from every hamster were graded based on thickening or consolidation of pulmonary septum, bleeding of pulmonary septum, infiltration of inflammatory cells, vascular thrombosis and distribution area of dust cells. The total score of each index is the final score of histopathological changes for each hamster./p>