Génération du SRAS

Jul 05, 2023

Nature Communications volume 14, Numéro d'article : 3334 (2023) Citer cet article

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Les patients COVID-19 à risque de maladie grave peuvent être traités avec des anticorps monoclonaux neutralisants (mAbs). Pour minimiser l'échappement du virus à la neutralisation, ceux-ci sont administrés sous forme de combinaisons, par exemple casirivimab + imdevimab ou, pour les anticorps ciblant des régions relativement conservées, individuellement, par exemple sotrovimab. La surveillance génomique sans précédent du SRAS-CoV-2 au Royaume-Uni a permis une approche axée sur le génome pour détecter la résistance émergente aux médicaments dans les cas Delta et Omicron traités respectivement par casirivimab + imdevimab et sotrovimab. Des mutations se produisent au sein des épitopes d'anticorps et pour le casirivimab + imdevimab, de multiples mutations sont présentes sur des lectures brutes contiguës, affectant simultanément les deux composants. En utilisant des tests de résonance plasmonique de surface et de neutralisation pseudovirale, nous démontrons que ces mutations réduisent ou abrogent complètement l'affinité des anticorps et l'activité de neutralisation, suggérant qu'elles sont motivées par l'évasion immunitaire. De plus, nous montrons que certaines mutations réduisent également l'activité neutralisante du sérum induit par le vaccin.

Des cas d'infection par le SRAS-CoV-2 ont été signalés pour la première fois fin décembre 2019 à Wuhan1, et le virus a rapidement provoqué une pandémie mondiale de coronavirus 2019 (COVID-19). En juin 2022, plus d'un demi-milliard de cas avaient été signalés, avec plus de six millions de décès (https://covid19.who.int/). Étant un virus à ARN à brin positif, bien que sa polymérase ait une certaine capacité de relecture, le SRAS-CoV-2 a évolué rapidement avec des milliers de mutations déjà identifiées2. Certaines mutations peuvent conférer des avantages de fitness en augmentant la transmissibilité ou en permettant d'éviter les réponses humorales induites par une infection naturelle ou une vaccination.

Depuis le début de l'épidémie, plusieurs variantes préoccupantes (VoC) (https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/variants/variant-classifications.html) sont apparues comme des souches dominantes, soit au niveau mondial3,4,5, soit au niveau régional6,7. Ces variants contiennent de multiples mutations principalement présentes dans le gène codant pour le pic viral, la principale glycoprotéine de surface cruciale pour l'infection virale. Le domaine de liaison au récepteur (RBD) de la pointe, qui initie l'entrée virale dans la cellule hôte en interagissant avec le récepteur ACE2 de l'hôte, est la cible principale des anticorps neutralisants puissants (mAbs). Les mAb ciblent le RBD de deux manières différentes : la plupart se lient à une région sur ou à proximité de la surface de liaison ACE2 du RBD, par laquelle ils empêchent l'interaction de la pointe avec l'ACE2 et bloquent donc l'infection8,9, d'autres se lient à des sites de blocage non-ACE2 sur le RBD, et ces mAb peuvent fonctionner pour déstabiliser la pointe trimérique10,11,12.

Le traitement médicamenteux peut entraîner l'évolution des agents pathogènes, conduisant à une sélection rapide de mutations avantageuses et à l'émergence de souches résistantes13. Ce processus peut entraîner l'échec du traitement; et la propagation de la résistance peut provoquer de nouvelles vagues d'infections. Les mAb sont généralement prescrits dans les populations vulnérables où les infections persistent en raison de l'immunosuppression de l'hôte, ce qui augmente encore la probabilité d'émergence d'une résistance (https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1039516/S1430_NERVTAG_Antiviral_drug_resistance_and_use_of_Direct_Acting_Antiviral_Drugs_.pdf). Il existe potentiellement deux façons d'éviter l'échappement mutationnel. Premièrement, un cocktail de thérapeutiques peut être développé pour lier simultanément différents sites sur la cible, ce qui signifie que pour s'échapper, l'agent pathogène devra évoluer au moins deux mutations, réduisant considérablement les chances d'évasion. Des cocktails de médicaments sont utilisés pour empêcher la génération de mutations d'échappement par un certain nombre d'agents pathogènes tels que le VIH14 et la TB15. REGEN-COV est une combinaison de deux mAb non concurrents entièrement humains, le casirivimab (REGN10933) et l'imdevimab (REGN10987), qui ciblent tous deux l'interface de liaison ACE2 du SARS-CoV-2 RBD et fonctionnent pour bloquer l'interaction RBD/ACE216. Des expériences in vitro ont démontré que la combinaison pouvait neutraliser les mutants sélectionnés17 (https://www.covid19treatmentguidelines.nih.gov/therapies/anti-sars-cov-2-antibody-products/anti-sars-cov-2-monoclonal-antibodies/) en utilisant des composants uniques18,19. Un rapport précédent suggérait également que le traitement par REGEN-COV ne conduirait probablement pas à l'émergence de mutants d'échappement dans les études précliniques et humaines20.

Une deuxième stratégie thérapeutique pour empêcher l'accumulation de mutations d'échappement serait de développer des thérapeutiques pour cibler un épitope hautement conservé qui est contraint par des mutations, c'est-à-dire qu'une mutation d'un tel épitope aurait un coût de fitness élevé pour l'agent pathogène, abrogeant tout avantage de sélection. Le sotrovimab (VIR-7831/S309) se lie dans la région du glycane N-lié en position 343 du SARS-CoV-2 RBD ; bien qu'il n'interfère pas avec la liaison ACE2, il est capable de neutraliser efficacement le virus21. Comme cet épitope est relativement bien conservé parmi les isolats humains et animaux des sarbecovirus des clades 1, 2 et 3 (y compris le SRAS-CoV-1)21, le sotrovimab (développé à partir d'un mAb isolé d'un cas infecté par le SRAS-CoV-1) a été considéré comme un neutralisant large et peut-être capable de résister à l'échappement mutationnel même en monothérapie. Cependant, l'épitope est sensible à la mutation avec le sotrovimab montrant une réduction d'environ six fois de la neutralisation de la variante Omicron5.

Dans ce travail, nous rapportons la détection de mutations virales associées à la résistance aux médicaments chez les patients traités par REGEN-COV (pour l'infection par le variant Delta) et le sotrovimab (pour l'infection par les variants Omicron). Nous utilisons l'effort de surveillance génomique sans précédent déployé pour le SRAS-CoV-2 au Royaume-Uni et développons une approche génomique pour détecter la résistance émergente aux médicaments (https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1090992/11072022_SARS-CoV-2_Therapeutics_Technical_Briefing_4.pdf). Nous évaluons le comportement de liaison de ces mutants viraux à l'aide de la résonance plasmonique de surface (SPR) et examinons leur impact sur l'activité neutralisante des anticorps thérapeutiques à l'aide de dosages pseudoviraux. Il est frappant de constater que la variante Delta acquiert des mutations sur deux sites distincts ciblés respectivement par le casirivimab et l'imdevimab, entraînant une grave altération de l'activité neutralisante du cocktail. De plus, la variante Omicron BA.1 s'avère acquérir des mutations uniques sur plusieurs sites, ce qui abolit complètement l'activité de liaison et de neutralisation du sotrovimab. Enfin, le titre de neutralisation des sérums vaccinaux contre ces mutants échappés est significativement réduit par rapport à la souche d'origine (c'est-à-dire les variants Delta ou BA.1).

La présente analyse inclut tous les patients ayant reçu un traitement au Royaume-Uni, pour lesquels au moins un échantillon avait été prélevé au 12 avril 2022, pour lesquels une séquence génétique virale était disponible et dont l'infection avait été classée comme Delta, BA.1 ou BA.2. Notre analyse comprenait 17 284 séquences échantillonnées de 12 927 patients avant le traitement (Tableau 1, Sup Tableau 1). Dans l'analyse principale, les séquences étaient considérées comme post-traitement si les patients étaient échantillonnés au moins 10 jours après le jour du traitement : 1 627 séquences de 938 patients traités par casirivimab+imdevimab, molnupiravir, nirmatrelvir plus ritonavir (Paxlovid), remdesivir ou sotrovimab.

Nous avons comparé les fréquences d'acides aminés entre les séquences pré- et post-traitement. stratification des analyses par traitement, variant (Delta, BA.1 ou BA.2) et gène. Neuf résidus d'acides aminés ont affiché un changement de fréquence significatif (p < 0,001, test de Fisher unilatéral) dans les séquences post-traitement par rapport aux séquences pré-traitement, suggérant une preuve possible de sélection. Toutes les substitutions émergeant du traitement se trouvaient dans la région du pic RBD : E406D/Q, G446S/V, Y453F et L455F/S chez les patients infectés par Delta et traités par casirivimab+imdevimab ; P337R/S et E340A/D/K/V, K356T et R493Q chez les patients infectés par BA.1 et traités par sotrovimab ; et E340K chez les patients infectés par BA.2 et traités par sotrovimab (Fig. 1). Pour le molnupiravir, le remdesivir et le paxlovid, aucune mutation significative (p < 0,001) n'a été observée dans les données disponibles.

a Patients infectés par Delta et traités par casirivimab/imdevimab (n = 1557 avant traitement et n = 67 après traitement), b patients infectés par BA.1 et traités par sotrovimab (n = 3221 avant traitement et n = 148 après traitement), et c patients infectés par BA.2 et traités par sotrovimab (n = 1338 avant traitement et n = 25 après traitement). Les fréquences d'acides aminés ont été comparées entre les échantillons avant et après le traitement (au moins 10 jours après le traitement) à chaque site dans l'alignement des séquences de pointes. Les valeurs P pour chaque site ont été calculées à l'aide d'un test de Fisher unilatéral, et les valeurs p ont été transformées en logarithme et inversées pour la visualisation afin que les sites avec des valeurs divergentes apparaissent plus haut sur la figure. Seuls les sites présentant une certaine variabilité (> 1 acide aminé) sont représentés. Les lignes horizontales indiquent les seuils de valeur p de p < 0,001, p < 0,0001 etc. Les résidus avec des fréquences divergentes (p < 0,001) sont surlignés en rouge, avec le changement d'acide aminé observé indiqué dans le texte. Les résidus connus pour interagir avec chaque médicament sont indiqués en bleu et violet en haut de la figure. Neuf sites sont surlignés en rouge sur la figure : E406D/Q (p = 9 × 10−4), G446S/V (p < 10−16), Y453F (p = 0,000809) et L455F/S (p = 9 × 10−6) chez les patients infectés par Delta et traités par casirivimab+imdevimab ; P337R/S (p < 10−16) et E340A/D/K/V (p < 10−16), K356T (p < 10−16) et R493Q (p = 1,8 × 10−5) chez les patients infectés par BA.1 et traités par sotrovimab ; et E340K (p = 0,000369) chez les patients infectés par BA.2 et traités par sotrovimab. Voir également la figure S1. Aucun ajustement n'a été effectué pour les comparaisons multiples.

En restreignant le calcul aux trois groupes avec des associations identifiées : patients infectés par Delta et traités par casirivimab+imdevimab et patients infectés par BA.1 ou BA.2 et traités par sotrovimab (Tableau 1), un total de 86 séquences post-traitement (≥10 jours) chez 59/240 (24,59%) patients avaient au moins une des mutations identifiées, contre 15 séquences chez 14/6116 (0,20%) avant -patients sous traitement (Tableau 2 ; p < 10−16, test de Fisher unilatéral). Sur 1557 patients infectés par Delta et traités par casirivimab+imdevimab, 11 (0,70 %) ont développé une mutation après 10 jours, contre 46/3221 (1,43 %) patients infectés par BA.1 et traités par sotrovimab et 2/1338 (0,15 %) patients infectés par BA.2 et traités par sotrovimab, ce qui suggère des taux d'échappement comparables pour les deux anticorps monoclonaux. Onze patients post-traitement avaient > 1 mutation : trois patients infectés par Delta traités par casirivimab+imdevimab avaient une combinaison de G446V et L455F, un avait G446S et L455S et un avait G446V et Y453F. Nous avons examiné les lectures brutes et confirmé que pour tous ces patients, les deux mutations étaient présentes sur la plupart des lectures brutes contiguës. Parmi les patients BA.1 traités par sotrovimab, quatre avaient une combinaison de E340A et R493Q, un avait E340D et R493Q et un avait K356T et R493Q.

L'analyse a été répétée avec un seuil différent pour les séquences post-traitement : au moins un ou cinq jours après le traitement. Alors que les ensembles de données étaient beaucoup plus volumineux lorsqu'un intervalle plus court était pris en compte, la force du signal devenait plus forte à mesure que l'intervalle s'allongeait, ce qui étayait la validité de nos résultats (Figure S1).

Dans notre ensemble de données, nous avons recherché des patients avec des séquences échantillonnées avant et après le traitement. Nous avons trouvé 25 patients atteints d'infections Delta et de séquences appariées, dont sept sont passés de l'acide aminé de type sauvage à l'une des substitutions apparues sous traitement identifiées (tableau 2). Parmi 49 patients BA.1 avec des séquences appariées, 19 avaient une substitution apparue sous traitement. Le seul patient BA.2 avec une séquence pré- et post-traitement avait muté de E à K en position 340.

Enfin, nous avons évalué la fréquence à laquelle les mutations apparues sous traitement se sont produites dans des groupes traités avec un médicament différent. Chez les patients BA.1/BA.2 qui n'ont jamais été traités par sotrovimab (n = 985), 0,25 % avaient la mutation R493Q. Chez les patients Delta qui n'ont jamais été traités par casirivimab et imdevimab (n = 1555), 0,34 % avaient les mutations G446V. Aucune des autres mutations n'a été trouvée dans ces groupes, ce qui indique que toutes les mutations apparues sous traitement étaient hautement spécifiques au médicament correspondant.

Pour chaque mutation identifiée, nous avons déterminé sa fréquence dans la base de données génomique britannique à partir de septembre 2022. La fréquence des mutations répertoriées précédemment dans l'ensemble de données génomiques du Royaume-Uni pour les mutations associées au casirivimab et à l'imdevimab dans les séquences Delta (n = 763 511) était : 6 E406D ; 7E406Q ; 163G446S ; 1946 G446V, 12 Y453F ; 179 L455F ; 1 L455S. La fréquence des mutations post-traitement sotrovimab avec le variant BA.1 (n = 742 992) était de : 11 P337R ; 32 P337S ; 39E340A; 82E340D; 52E340K ; 5 E340V; 57K356T ; 1214 R493Q. La fréquence des mutations post-traitement sotrovimab avec le variant BA.2 (n = 407 161) était de : 10 E340K. Bien que ci-dessus, un total de 86/719 (12,1 %) patients post-traitement (≥ 1 jour) présentaient au moins une des mutations identifiées ; la fréquence de toute mutation dans les variants d'intérêt dans l'ensemble de données de surveillance génomique n'était que de 3 653/1 862 686 (0,20 %, identique à la fréquence dans l'ensemble de données avant le traitement ; p < 10−16, test de Fisher unilatéral).

Dans l'ensemble, ces données démontrent un enrichissement significatif des mutations dans les séquences post-traitement par rapport au groupe de pré-traitement et par rapport à la base de données génomique dans son ensemble, les impliquant fortement en tant que mutations sélectionnées pour échapper à la thérapie mAb.

La figure 2 montre les positions des mutations jugées d'importance élevée. Toutes les mutations se produisent dans le RBD du pic SARS-CoV-2.

un modèle de l'Omicron RBD (7TLY) ancré avec S309 (sotrovimab). Omicron RBD est représenté par une surface grise d'une vue de face approximative, S309 sous forme de rubans de dessin animé avec des chaînes lourdes et légères colorées séparément. Les sites de mutation cartographiés sur la surface RBD sont colorés en magenta et étiquetés. b Vue rapprochée de l'interface entre le patch de résidus P337, E340, K356 avec la chaîne lourde S309. Les liaisons hydrogène potentielles et les interactions hydrophobes sont représentées par des lignes pointillées vertes. c Modèle du Delta RBD ancré avec les mAbs REGEN-COV casirivimab et imdevimab illustré à partir des vues approximatives avant (gauche) et arrière (droite). Delta RBD est représenté par une surface grise et les sites de mutation E406, G446, Y453 et L455 sont colorés en magenta et étiquetés. d Vue rapprochée de l'interface entre E406, Y453 et L455 avec casirivimab. e Vue rapprochée de l'interface entre le G446 et l'imdevimab. Les liaisons hydrogène potentielles et les interactions hydrophobes sont représentées par des lignes pointillées vertes.

Dans la Fig. 2a, les mutations associées au traitement par sotrovimab sont cartographiées sur la structure du complexe Omicron BA.1 RBD et sotrovimab (7TLY [https://www.rcsb.org/structure/7TLY])22. Notez que les résidus RBD 337, 340 et 356 se regroupent étroitement formant un point chaud d'interaction avec la chaîne lourde d'anticorps CDR3 en particulier (Fig. 2b). W105 et F106 du CDR3 forment un sandwich hydrophobe clé à 4 couches avec les résidus 337 et 356 du RBD (W105:P337:F106:K356), tandis que E340 épingle la boucle CDR3 par un ensemble remarquable d'interactions avec les azotes amides des résidus 104-106, qui sont plutôt disposés comme une hélice ouverte coiffée avec une spécificité exquise par E340. Ceci suggère que les mutations observées P337R/S; E340A/D/K/V ; K356T va tous perturber ce hotspot de liaison. En revanche, Q493R est distal par rapport à l'épitope, au bord de l'empreinte ACE2 (Fig. 2a), il n'y a donc aucune raison évidente pour que cette mutation affecte la liaison des anticorps.

Les mutations associées aux traitements par casirivimab et imdevimab sont présentées à la Fig. 2c, cartographiées sur la structure du Delta RBD contenant la mutation L452R (7ORB [https://www.rcsb.org/structure/7ORB])19, où la liaison du casirivimab et de l'imdevimab est déduite de la structure rapportée du complexe avec le RBD pandémique précoce (6XDG [https://www.rcsb.org/structure/6XDG]), la La RMSD dans les positions Cα entre la pandémie précoce et les RBD Omicron BA.1 est de 1,16 Å et nous sommes convaincus que cette inférence est sûre). Les mutations observées se répartissent en deux zones à la surface du RBD. Les positions 406, 453 et 455 sont regroupées à l'arrière de la région du cou8 se trouvant sous le CDR1 de la chaîne lourde du casirivimab et formant un nid d'interactions (Fig. 2d). On s'attendrait à ce que ces mutations affectent la liaison de cet anticorps. En revanche, G446 repose étroitement sur N57 et Y59 de la chaîne légère CDR2 de l'imdevimab (Fig. 2e) et toute modification d'une chaîne latérale plus grande, telle que les mutations G446S/V observées, devrait abroger la liaison.

Nous avons construit un panel de lentivirus pseudotypés23 exprimant le pic à partir des mutants d'échappement identifiés (Fig. 3). Des tests de neutralisation pseudovirale ont montré que l'activité de l'imdevimab contre le mutant Delta + G446V était complètement neutralisée, tandis que le casirivimab a montré des réductions > 10 fois du titre de neutralisation de Delta + Y453F (16 fois), Delta + L455F (17 fois) et Delta + L455S (155 fois), par rapport au variant Delta de type sauvage (Fig. 3A, C)

A Courbes de neutralisation pseudovirale des variants Delta indiqués avec les mAb REGEN-COV. La comparaison est faite avec Omi-12 A VH1-58 mAb, qui n'est pas sensible aux mutations trouvées suite au traitement REGEN-COV. Les données sont présentées sous forme de valeurs moyennes ± SEM. n = 2 expériences biologiquement indépendantes. B Courbes de neutralisation des pseudovirus pour les mutants BA.1 du sotrovimab. Les données sont présentées sous forme de valeurs moyennes ± SEM. n = 2 expériences biologiquement indépendantes. C, D La neutralisation signifie des titres IC50 ± SEM pour les neutralisations indiquées en A, B.

Comme le casirivimab est resté pleinement actif contre le mutant Delta+G446V et que l'imdevimab était toujours capable de neutraliser puissamment les mutants Delta+Y453F et Delta+L455F/S, la combinaison de casirivimab et d'imdevimab a conservé son pouvoir de neutralisation contre tous ces mutants uniques. Cependant, les mutations combinées de Delta+G446V + Y453F et Delta+G446V + L455F ont non seulement conduit à un knock-out complet de l'activité neutralisante de l'imdevimab, mais également à un knock-down sévère de l'activité du casirivimab. En conséquence, le titre de neutralisation du casirivimab + imdevimab a été réduit de 1097 fois contre Delta + G446V + Y453F et de 318 fois contre Delta + G446V + L455F. Ceci est cohérent avec la découverte de ces paires de mutations se produisant ensemble sur des séquences uniques Delta RBD décrites ci-dessus.

Pour confirmer que les effets observés sur la neutralisation étaient directement attribuables à la modification de l'interaction RBD/mAb, nous avons mesuré l'affinité des mAbs et des mutants RBD par résonance plasmonique de surface (SPR) (Figs. S2, S3, Tableau 3A). Cette analyse a également montré que la mutation G446V abolissait presque la liaison de l'imdevimab et provoquait entre-temps une réduction modeste (1,8 fois) de l'affinité de liaison du casirivimab (tableau 3A). Les mutations uniques L455S, E406D et E406Q affectent principalement le casirivimab. L'analyse SPR a montré une diminution de 369 fois, 20 fois et 38 fois de l'affinité du casirivimab pour Delta+L455S, Delta+E406D et Delta+E406Q respectivement. Le titre de neutralisation du casirivimab a été réduit de 65 fois, 2 fois et 12 fois contre ces trois mutants respectivement (Fig. 3C, Tableau 3A). Cependant, comme l'imdevimab n'a pas été affecté, l'association casirivimab + imdevimab a conservé une puissante activité neutralisante contre ces mutants.

Fait intéressant, un effet additif sur la réduction de la liaison du casirivimab a été observé pour la combinaison de mutations entraînant une diminution globale de 347 fois et une diminution de l'affinité pour G446V + Y453F et une diminution de 192 fois pour G446V + L455F. Comme prévu, la liaison de l'imdevimab à Delta+G446V + Y453F et Delta+G446V + L455F était presque complètement altérée. Dans l'ensemble, l'acquisition de doubles mutations a entraîné une perte substantielle de sensibilité au régime REGEN-COV.

Les mutations BA.1 P337R/S et E340A/D/K/V ont conduit à une désactivation complète de la neutralisation par le sotrovimab (Fig. 3B, D). Bien que le BA.1 + R493Q (réversion vers le type sauvage de Wuhan) ait également été identifié comme une mutation émergeant après le traitement, aucun effet évident sur l'activité neutralisante du sotrovimab n'a été observé. Les RBD de BA.1 + P337R/S et BA.1 + E340A/D/K/V ont été exprimés avec succès pour permettre l'examen de leur liaison avec le sotrovimab (Figure S3). L'affinité du sotrovimab a été réduite de 1951 fois à 20241 fois par rapport au BA.1 RBD de type sauvage, expliquant pourquoi ces mutants étaient résistants à la neutralisation du sotrovimab (tableau 3D).

Des tests de neutralisation ont été effectués à l'aide de sérum obtenu 28 jours après une troisième dose de vaccin Pfizer-BioNtech BNT162b224 (Fig. 4). Après 3 doses de BNT162B, une diminution de 1,9 fois et 1,5 fois a été observée pour Delta + G446V + Y453F et Delta + G446V + L455F respectivement, par rapport au Delta de type sauvage (p < 0,0001) ; tandis qu'une réduction de 2 fois, 1,2 fois et 3,8 fois a été observée pour BA.1 + P337S, BA.1 + E340K et BA.1 + K356T respectivement par rapport au BA.1 de type sauvage (p < 0,0001, p = 0,0082 et p < 0,0001).

Les titres de dilution plasmatique réciproque IC50 pour les mutations induites par Delta REGEN-COV et les mutations induites par le sotrovimab BA.1 sont comparés aux titres des souches ancestrales Victoria, Delta et BA.1. La moyenne géométrique des titres est indiquée au-dessus de chaque colonne. Le test de rang signé des paires appariées de Wilcoxon a été utilisé pour l'analyse et les valeurs P bilatérales ont été calculées. Différentes couleurs indiquent différents pseudovirus, qui sont indiqués sous le graphique.

Il a été démontré que les personnes infectées par la variante actuellement dominante du SRAS-CoV-2 Omicron présentaient une probabilité plus faible de maladie grave et d'hospitalisation par rapport aux variantes précédentes. Cependant, de nombreuses personnes souffrent encore de maladies graves25 et cette proportion pourrait être plus élevée dans les populations présentant des niveaux inférieurs d'immunité induite par les infections ou les vaccins.

Bien que les taux de mortalité actuels soient bien inférieurs à ceux de 2020 (https://www.ons.gov.uk/peoplepopulationandcommunity/healthandsocialcare/conditionsanddiseases/articles/coronaviruscovid19latestinsights/deaths), en juin 2022, plus de 300 personnes mouraient du COVID-19 chaque semaine au Royaume-Uni (https://coronavirus.data.gov.uk/details/deaths). Les personnes qui sont incapables de développer une réponse immunitaire adéquate à la vaccination ou pour qui la vaccination n'est pas recommandée sont particulièrement à risque. C'est cette population vulnérable, qui a tendance à souffrir d'infections chroniques au COVID-19, qui est ciblée pour recevoir des thérapies mAb à titre thérapeutique ou prophylactique. Au Royaume-Uni, les sous-groupes cliniques les plus à risque qui sont immunodéprimés sont éligibles pour ces thérapies (https://www.gov.uk/government/publications/higher-risk-patients-eligible-for-covid-19-treatments-independent-advisory-group-report/defining-the-highest-risk-clinical-subgroups-upon-community-infection-with-sars-cov-2-when-considering-the-use-of-neutralising -anticorps monoclonaux).

Alors que les mAb thérapeutiques anti-SARS-CoV-2 commerciaux se sont révélés être des traitements efficaces pour le COVID-1926,27, diverses études ont signalé des réductions sévères ou une suppression complète de leurs activités neutralisantes contre les variants d'Omicron5,22,28,29. Comme le sotrovimab s'est avéré incapable de neutraliser efficacement Omicron BA.2, en avril 2022, la FDA a annoncé que le sotrovimab n'était plus autorisé à traiter le COVID-19 car le BA.2 est devenu la variante dominante (https://www.fda.gov/drugs/drug-safety-and-availability/fda-updates-sotrovimab-emergency-use-authorization) et au Royaume-Uni, le sotrovimab n'est plus largement utilisé.

Dans une étude récente, il a été rapporté que la variante Delta développait des mutations de résistance P337L/T et E340K/A/V chez des patients traités par sotrovimab30. Nous rapportons ici l'identification des mutations d'échappement de BA.1 chez les patients ayant reçu un traitement par sotrovimab. En plus des mutations survenant au niveau des résidus P337 et E340, nous identifions également une nouvelle mutation K356T. Ces mutations abolissent l'activité de liaison et donc de neutralisation du sotrovimab. On trouve également Q493R, une réversion de la séquence trouvée dans les premiers virus pandémiques et dans BA.4/5. Cette mutation est distale par rapport à l'empreinte du sotrovimab, n'a aucun effet sur la liaison des anticorps, mais il a été rapporté qu'elle augmente l'affinité pour l'ACE2 (Wang et al., 2022), ce qui suggère une meilleure liaison au récepteur plutôt qu'une fuite de la liaison des anticorps peut être le moteur de la sélection. Ces observations suggèrent que la monothérapie est susceptible d'être impactée par les variants émergents et d'induire une résistance émergente sous traitement, même si le médicament cible un épitope relativement conservé parmi les Sarbecovirus.

Contrairement au sotrovimab en monothérapie, le régime REGEN-COV, contenant une combinaison de deux mAb qui ciblent des épitopes non chevauchants, devrait être plus résistant à l'échappement mutationnel. En effet, des études antérieures ont montré que REGEN-COV était capable de prévenir efficacement l'émergence de mutants d'échappement non seulement in vitro, mais également dans des études animales et humaines in vivo18,20. Cependant, dans notre étude détaillée, nous observons que le traitement avec le double agent REGEN-COV a conduit, chez certains individus, à ce que la variante Delta acquière des paires de mutations qui altèrent simultanément la liaison des deux composants de REGEN-COV, entraînant une réduction jusqu'à 1000 fois des titres de neutralisation. Toutes les mutations que nous avons identifiées avaient été prédites dans un exercice de cartographie où l'impact de chaque mutation potentielle dans la protéine de pointe a été testé. L'étude a révélé que les pseudovirus porteurs d'une mutation E406W étaient capables d'échapper aux deux composés REGEN-COV31. Cette mutation ne s'est pas produite dans notre petit ensemble de données. Deux changements de nucléotide sont nécessaires pour ce changement d'acide aminé; cependant, des modifications d'un seul nucléotide sur le site ont été identifiées et jugées importantes.

On ne sait pas comment le virus a pu acquérir les mutations de résistance combinées pendant le traitement, cependant, une évolution virale accélérée a été documentée chez des patients immunodéprimés qui pourraient souffrir d'infections persistantes par le SRAS-CoV-2 pendant de nombreux mois, avec des mutations trouvées principalement dans le RBD et d'autres régions du pic32. Une possibilité est que des virus hébergeant des mutations résistantes à un composant de REGEN-COV aient déjà émergé chez ces patients avant le traitement par cocktail, et le médicament a ensuite conduit à la sélection d'une deuxième mutation, conduisant à une altération globale de la thérapie, peut-être accélérée par la recombinaison virale. Si l'évolution accélérée du virus a facilité la fuite via un effet spectateur (par exemple des mutations induites par la modulation de la liaison au récepteur), cela pourrait être un argument supplémentaire pour tenter de trouver des anticorps neutralisants qui se lient dans des régions plus conservées, bien que nous constations qu'une affinité accrue pour le récepteur est sélectionnée chez certains patients infectés par BA.1 traités avec le sotrovimab, qui se lie à un épitope relativement conservé. Cependant, des virus portant des mutations d'échappement uniques ont été identifiés chez des patients sous traitement REGEN-COV. Dans une polythérapie efficace, ces mutants seraient neutralisés par l'un des composants. Cela soulève la question de savoir si la concentration des mAbs pourrait être incapable d'atteindre le niveau souhaité in vivo, par exemple en raison d'une biodisponibilité limitée ou différentielle dans certaines parties du corps, créant un environnement favorable pour que les virus développent une résistance. Des échantillons de patients n'étaient pas disponibles pour tester la neutralisation endogène avant le traitement.

Le moyen le plus simple d'atténuer l'évasion est probablement d'utiliser un cocktail plus complexe d'anticorps monoclonaux non concurrents, en effet il a été démontré qu'une telle combinaison était capable de conserver la puissance antivirale jusqu'à onze passages en série consécutifs20. Combiner les mAb avec des antiviraux est une autre option, ou concevoir des approches cliniques basées sur le profil du patient avec l'utilisation de la dose correcte pour la biodisponibilité. Il pourrait également être important d'effectuer le génotypage des variantes avant l'administration de la thérapie mAb, en particulier dans les cas immunodéprimés infectés de manière chronique33. Cependant, les patients auxquels un traitement a été prescrit pour les infections au COVID-19 commencent généralement le traitement le même jour, et le délai entre l'échantillonnage et l'analyse de la séquence devrait donc être considérablement raccourci pour une utilisation clinique.

Enfin, il est préoccupant que le titre de neutralisation du sérum vaccinal ait été réduit contre les mutants d'échappement issus des deux régimes de traitement dans deux variantes virales différentes. Ce n'est pas tout à fait surprenant, car les mAb choisis pour un usage thérapeutique ciblent d'importants épitopes neutralisants sur le SARS-CoV-2 RBD. Il n'est pas clair si la thérapie mAb peut conduire à la génération de nouvelles variantes hautement transmissibles ; notre étude utilisant la neutralisation in vitro ne donne aucune indication sur l'adéquation de ces variants dans la population générale. Il semble également peu probable que l'échappement mAb chez le très petit nombre de patients recevant un traitement accélère considérablement la génération de nouvelles variantes par rapport à ce qui se passe dans la pandémie dans son ensemble, avec des millions d'infections survenant chaque jour, dans une population de plus en plus naturellement exposée ou vaccinée, où la pression de sélection pour l'échappement des anticorps est déjà extrême. En effet, la plupart des pressions de sélection ne sont pas motivées par la pression des anticorps et se produisent chez des individus non traités au fur et à mesure que le virus évolue au cours de transmissions successives, mais ce processus peut également entraîner la perte du potentiel thérapeutique des anticorps. Néanmoins, l'utilisation répétée et peut-être incohérente de la thérapie mAb chez les personnes chroniquement infectées, qui ont été documentées pour héberger le virus pendant des mois et dans certains cas plus d'un an, doit être étroitement surveillée, l'accent doit être mis sur l'observance du traitement. Le potentiel de mutation du virus ne doit pas nous décourager de déployer des interventions cliniques telles que des vaccins et des traitements, car les interventions préviennent les infections graves et réduisent le nombre global de cas, ce qui rend moins probable l'émergence d'une nouvelle variante. L'analyse des ensembles de données de séquence post-traitement et de la transmission potentielle des mutations émergentes après le traitement est effectuée régulièrement par la UK Health Security Agency et publiée en ligne (https://www.gov.uk/government/publications/covid-19-therapeutic-agents-technical-briefings) pour détecter rapidement les mutations émergentes du traitement et réagir si nécessaire.

Bien que nos résultats soient convaincants, notre étude souffre de plusieurs limites. Nous avons utilisé des tests de neutralisation in vitro et pouvons sous-estimer le potentiel de neutralisation de mAb in vivo, où les effets de la cytotoxicité à médiation cellulaire dépendante des anticorps et du complément peuvent augmenter l'activité. De plus, en utilisant des systèmes in vitro, nous ne sommes pas en mesure de déterminer si les mutations d'échappement sélectionnées par la thérapie mAb seraient aptes à concurrencer les variantes virales naturelles dans les infections naturelles. Nous n'avons pas examiné les données de séquence profonde pour examiner les changements de fréquences des variantes mineures au fil du temps, nos séquences sont des lectures consensuelles. Notre approche à un seul acide aminé peut manquer des mutations compensatoires qui ne se révèlent pas aussi significatives dans une analyse à grande échelle, mais qui peuvent être importantes chez les patients qui ont déjà développé une substitution émergeant du traitement. Les recherches futures devraient examiner la dynamique de la population chez les patients des mutations virales et utiliser des analyses longitudinales pour identifier les variants à basse fréquence et estimer la force de la sélection. Le lien avec des données cliniques telles que la durée de l'infection et les déficits immunitaires chroniques aidera à identifier les prédicteurs de la résistance. Les charges virales et les données cliniques ne nous étaient pas disponibles. Cette étude n'a pas examiné les lymphocytes T qui contribuent à la défense de l'hôte et sont moins impactés par la mutation.

En résumé, nous démontrons ici des changements mutationnels dans les virus isolés de patients traités avec des mAbs. Les profils mutationnels des patients traités par sotrovimab ou REGEN-COV sont étonnamment différents et les mutations correspondent aux sites de liaison du mAb sur Delta ou BA.1 RBD. Les mutations correspondantes altèrent la liaison des mAbs à la pointe RBD, entraînant une réduction du titre de neutralisation. Étonnamment, pour REGEN-COV, les virus développent des paires de mutations pour échapper aux deux composants du cocktail d'anticorps.

La surveillance des tests et de la vaccination contre la maladie à coronavirus 2019 (Covid-19) est entreprise en vertu du règlement 3 du règlement de 2002 sur les services de santé (contrôle des informations sur les patients) afin de collecter des informations confidentielles sur les patients (www.legislation.gov.uk/uksi/2002/1438/regulation/3/made. s'ouvre dans un nouvel onglet) sous les sections 3(i)(a–c), 3(i)(d) (i) et (ii), et 3. Le protocole d'étude de surveillance génomique (https:// www.gov.uk/government/publications/covid-19-genomic-surveillance-of-patients-who-are-treatment-with-neutralising-monoclonal-antibody-or-immunosuppressed) a fait l'objet d'un examen interne par le UKHSA England Research Ethics and Governance Group et s'est avéré entièrement conforme à toutes les exigences réglementaires. Étant donné qu'aucun problème réglementaire n'a été identifié et qu'un examen éthique n'est pas une exigence pour ce type de travail, il a été décidé qu'un examen éthique complet ne serait pas nécessaire. Nous n'avons pas obtenu de consentement éclairé ni fourni de compensation aux participants.

En avril 2020, le Royaume-Uni a mis en place un programme national de surveillance génomique du SRAS-CoV-2 grâce auquel les virus d'un échantillon aléatoire de patients positifs dans la communauté et à l'hôpital ont été systématiquement séquencés34. En outre, un protocole a été introduit pour améliorer la couverture de séquençage des personnes recevant un traitement dans les hôpitaux et au sein de la communauté (y compris le prétraitement et l'échantillonnage de suivi). Les patients sous traitement ont été liés à leurs séquences génétiques via leurs COG-ID. La présente analyse inclut tous les patients ayant reçu un traitement au Royaume-Uni, pour lesquels au moins un échantillon avait été prélevé au 12 avril 2022 et pour lesquels une séquence génétique virale était disponible. Parce que les ensembles de données post-traitement étaient déjà petits et parce que nous ne nous attendions pas à des différences selon le sexe dans l'évolution virale, nous n'avons pas pris en compte le sexe ou le genre dans notre conception de l'étude et n'avons pas lié davantage les informations sur les patients pour obtenir l'âge, le sexe ou le genre.

À cette date, les cinq interventions thérapeutiques déployées dans la population comprenaient le casirivimab/imdevimab, le sotrovimab, le molnupiravir, le remdesivir et le paxlovid (nirmatrelvir plus ritonavir). Pour chaque patient, les données disponibles incluent : la date du prélèvement, l'intervention thérapeutique/le traitement et la date du traitement.

Le pipeline utilisé pour collecter et traiter les données brutes de séquence du SRAS-CoV-2 et les métadonnées associées aux échantillons sur le réseau de surveillance génomique du Royaume-Uni a été décrit précédemment35. Un réseau de sites d'échantillonnage (y compris des hôpitaux et des centres de test) produit des échantillons et des métadonnées d'échantillon. La plupart des échantillons cliniques étaient des écouvillons nasaux/oropharyngés, mais des échantillons d'aspirations nasopharyngées, de lavage bronchoalvéolaire et d'expectorations ont également été prélevés. Certains sites d'échantillonnage ont effectué leur propre séquençage; sinon, ils étaient reliés à un centre de séquençage régional ou à l'institut Wellcome Sanger. Les centres régionaux de séquençage comprennent des établissements universitaires, des laboratoires et des agences de santé publique. Les séquences analysées dans le présent manuscrit ont toutes été générées par le pilier 1, ce qui signifie qu'elles ont été collectées dans tout le NHS et traitées sur le site d'échantillonnage ou par un laboratoire universitaire pour un délai d'exécution plus rapide. Le centre de séquençage extrait et séquence des échantillons. La procédure de séquençage exacte variait selon les sites, cependant, la majorité des sites adhèrent au protocole ARTIC (https://www.protocols.io/view/ncov-2019-sequencing-protocol-v3-locost-bp2l6n26rgqe/v3), en utilisant Illumina ou la plate-forme Oxford Nanopore Technologies. Le pipeline bioinformatique ARTIC (https://github.com/connor-lab/ncov2019-artic-nf) transforme ensuite les données de séquençage du SARS-CoV-2 en séquences consensus et en un alignement de fragments de lecture de séquence alignés sur le génome de référence du SARS-CoV-2 (NCBI NC_045512.2). Les lignées COVID ont été attribuées à l'aide de Pango v1.336.

Toutes les séquences de patients connus pour avoir subi un traitement ont été téléchargées à partir de CLIMB. Les alignements du génome ont été divisés en régions géniques (spike, nsp5, nsp7, nsp8, nsp9, nsp10, nsp12, nsp14) et traduits en acides aminés pour analyse. Des analyses ont été menées pour chaque traitement sur les protéines avec lesquelles ils sont censés interagir. Les analyses ont été divisées par variante (Delta, Omicron BA.1 et Omicron BA.2), les sous-lignées Delta (B.1617.2 et toutes les lignées AY) étant toutes classées comme Delta. En tant que tel, chaque analyse a été menée indépendamment sur chaque combinaison de traitement, de variante et de région génique d'intérêt (tableau S1).

Les séquences de pré-traitement sont celles obtenues à partir de patients avec un échantillon séquencé dans la semaine précédant le début du traitement (y compris le jour du début du traitement). L'analyse a été répétée avec une gamme de seuils pour définir les séquences post-traitement, y compris les séquences post-traitement uniquement si elles ont été échantillonnées au moins 1, 5, 10 ou 14 jours après le traitement. Notre analyse principale utilise le seuil de 10 jours, et 1, 5 et 14 jours sont présentés comme une analyse de sensibilité. Pour chaque analyse, nous avons divisé l'ensemble de données en séquences pré- et post-traitement. À chaque site de l'alignement, la fréquence des acides aminés a été calculée dans les séquences pré-vs post-traitement, et le test exact de Fisher a été utilisé pour déterminer si cette distribution de probabilité divergeait de l'attente nulle. De cette façon, les sites qui affichent des différences inattendues dans les fréquences d'acides aminés ont été identifiés et les changements spécifiques d'acides aminés mis en évidence. Les analyses ont été menées au niveau du patient plutôt qu'au niveau de la séquence, de sorte que si un patient avait plusieurs séquences pré- ou post-traitement, une seule séquence était retenue, les séquences divergentes du type sauvage étant privilégiées.

Toutes les séquences Delta (n = 763 511), BA.1 (n = 742 992) et BA.2 (n = 407 161) à partir de septembre 2021 ont été téléchargées à partir de CLIMB, traduites en acides aminés et divisées en protéines à l'aide d'un script interne. Pour chaque site d'acides aminés identifié dans notre analyse, les fréquences d'acides aminés ont été tabulées et calculées en tant que proportions du nombre total de séquences avec un acide aminé lisible.

Des modèles structuraux de complexes RBD-mAbs ont été générés par superposition de 7ORB [https://www.rcsb.org/structure/7ORB] (RBD avec L452R) et Omicron RBD (7TLY [https://www.rcsb.org/structure/7TLY]) avec des complexes de RBD-casirivimab/imdevimab (6XDG [https://www.rcsb.org/structure/6XDG]) et RBD-sotrovimab (7BEP [https://www.rcsb.org/structure/7BEP]) respectivement, en utilisant le programme SHP37 pour aligner les domaines RBD. Des modèles de 7ORB [https://www.rcsb.org/structure/7ORB] RBD ancrés avec casirivimab/imdevimab et Omicron RBD ancrés avec sotrovimab ont été extraits et analysés aux sites d'interaction médicamenteuse à l'aide de Coot38. Les images graphiques moléculaires ont été générées à l'aide de l'UCSF ChimeraX39.

Le sérum du vaccin Pfizer a été obtenu auprès de volontaires ayant reçu trois doses du vaccin BNT162b2 (Pfizer/BioNTech). Les vaccinés étaient des travailleurs de la santé, basés à l'Oxford University Hospitals NHS Foundation Trust, non connus pour avoir été infectés par le SRAS-CoV-2 et ont été inscrits à l'étude OPTIC dans le cadre de l'Oxford Translational Gastrointestinal Unit GI Biobank Study 16/YH/0247 [comité d'éthique de la recherche (REC) du Yorkshire & The Humber - Sheffield] qui a été modifié à cette fin le 8 juin 2020. L'étude a été menée selon les principes de la Déclaration d'Helsinki (2 008) et les lignes directrices de la Conférence internationale sur l'harmonisation (ICH) sur les bonnes pratiques cliniques (GCP). Un consentement éclairé écrit a été obtenu pour tous les participants inscrits à l'étude. Les participants ont été échantillonnés environ 28 jours (médiane 31, intervalle 28-56), après avoir reçu une troisième dose de rappel du vaccin ARNm Pfizer/BioNtech BNT162b2, 30 microgrammes, administrés par voie intramusculaire après dilution (0,3 ml chacun), à 17-28 jours d'intervalle pour les doses 1 et 2, puis à environ 9 mois d'intervalle (intervalle 253-300) pour les doses 2 et 3. L'âge moyen des vaccinés était de 42 ans. ans (entre 30 et 59 ans), 10 hommes et 9 femmes.

Des lentivirus pseudotypés exprimant les protéines de pointe du SRAS-CoV-2 pour les souches ancestrales (Victoria, Delta et BA.1) ont été construits comme décrit précédemment29,40 avec quelques modifications. Une stratégie similaire a été appliquée pour toutes les constructions variantes. Delta et BA.1 ont été utilisés comme matrice et les constructions ont été clonées par amplification PCR du vecteur et des inserts, suivie d'un assemblage Gibson. Pour générer les fragments d'insert, les amorces qui se chevauchent pour toutes les variantes individuelles ont été utilisées séparément pour amplifier, avec deux amorces du vecteur pcDNA3.1 (pcDNA3.1_BamHI_F et pcDNA3.1_Tag_S_EcoRI_R). Le vecteur pcDNA3.1 a également été amplifié à l'aide des amorces pcDNA3.1_Tag_S_EcoRI_F et pcDNA3.1_BamHI_R. Les paires d'amorces utilisées dans cette étude sont présentées en supplément (tableau S2). Toutes les constructions ont été vérifiées par séquençage de Sanger après isolement du plasmide à l'aide du kit QIAGEN Miniprep (QIAGEN). Le pcDNA3.1 portant le gène de pointe résultant a été utilisé pour générer des particules pseudovirales avec le vecteur d'encapsidation lentiviral et le vecteur de transfert codant pour la luciférase rapporteur.

Les détails du test de neutralisation pseudovirale ont été décrits précédemment19,40 avec quelques modifications. En bref, une dilution en série quadruple de chaque mAb, à partir de 10 µg/ml, a été incubée avec des particules pseudovirales à 37 °C, 5 % de CO2 pendant 1 h. Les cellules HEK293T/17 stables (ATCC, CRL-11268) exprimant l'ACE2 humain ont ensuite été ajoutées au mélange à raison de 1,5 × 104 cellules/puits. 48 h après la transduction, les surnageants de culture ont été retirés et 50 µL de système de dosage Bright-GloTM Luciférase 1: 2 (Promega, USA) dans du PBS 1 × ont été ajoutés dans chaque puits. La réaction a été incubée à température ambiante pendant 5 min et l'activité de la luciférase de luciole a été mesurée à l'aide de CLARIOstar (BMG Labtech, Ortenberg, Allemagne). Le pourcentage de neutralisation a été calculé par rapport au témoin. L'analyse probit a été utilisée pour estimer la valeur de la dilution qui inhibe la moitié de l'infection maximale par le lentivirus pseudotypé (PVNT50). Les anticorps inclus dans l'étude étaient l'imdevimab (Regeneron), le casirivimab (Regeneron) et le sotrovimab (GSK). Pour déterminer l'activité neutralisante des sérums vaccinaux, des dilutions en série de 3 fois à partir d'échantillons purs ont été incubées avec des particules pseudovirales pendant 1 heure et la même stratégie que mAb a été appliquée. Les séquences d'amorces utilisées pour générer des pseudovirus sont répertoriées dans le tableau S2.

Pour générer la construction de RBD marquée par His, une mutagenèse PCR dirigée sur le site a été réalisée en utilisant la construction de plasmide de pseudovirus Delta ou BA.1 comme modèle, ou la construction de plasmide de pseudovirus contenant le mutant RBD souhaité a été utilisée comme modèle pour l'amplification du fragment de gène RBD.

La matrice, les amorces et les vecteurs d'expression utilisés pour le clonage de chaque RBD sont présentés dans le tableau S3 et les séquences d'amorces sont présentées dans le tableau S4.

Le clonage a été réalisé à l'aide du kit de clonage en une étape ClonExpress II (Vazyme). Les constructions ont été vérifiées par séquençage de Sanger après isolement du plasmide à l'aide du kit QIAGEN Miniprep (QIAGEN).

Les plasmides codant pour les RBD ont été transfectés dans des cellules Expi293F™ (Gibco, A14527) par PEI, cultivées dans du milieu d'expression FreeStyle™ 293 (ThermoFisher) à 30 °C avec 8 % de CO2 pendant 3 jours. Le milieu conditionné a été dilué 1:2 dans un tampon de liaison (phosphate de sodium 50 mM, chlorure de sodium 500 mM, pH 8,0). Les RBD ont été purifiés avec une colonne de nickel HisTrap de 5 ml (GE Healthcare) par liaison His-tag, suivie d'une colonne de filtration sur gel Superdex 75 10/300 GL (GE Healthcare) dans 10 mM HEPES et 150 mM de chlorure de sodium.

Les expériences de résonance plasmonique de surface ont été réalisées à l'aide d'un Biacore T200 (GE Healthcare). Tous les tests ont été effectués avec un tampon courant de HBS-EP (Cytiva) à 25 ° C. Une puce de capteur de protéine A (Cytiva) a été utilisée. Le mAb tel qu'indiqué a été immobilisé sur la cellule d'écoulement d'échantillon de la puce du capteur. La Flow Cell de référence est restée vide.

Pour déterminer la cinétique de liaison, RBD a été injecté sur les deux cellules d'écoulement à une gamme de cinq concentrations préparées par des dilutions doubles en série, à un débit de 30 μl min-1 en utilisant un programme de cinétique à cycle unique. Le tampon d'exécution a également été injecté en utilisant le même programme pour la soustraction de fond. Toutes les données ont été adaptées à un modèle de liaison 1:1 à l'aide du logiciel d'évaluation Biacore T200 3.1. Pour déterminer l'affinité de liaison (où la cinétique était difficile à déterminer), RBD a été injecté sur les deux cellules d'écoulement à une gamme de concentrations préparées par des dilutions doubles en série, à un débit de 30 μl min-1. Le tampon d'exécution a également été injecté en utilisant le même programme pour la soustraction de fond. Toutes les données KD ont été ajustées à un modèle de liaison 1:1 à l'aide du logiciel d'évaluation Biacore T200 3.1 ; les chiffres ont été tracés avec GraphPad Prism 9.

Pour comparer les profils de liaison entre Delta RBD + G446V / Delta RBD + G446V + Y453F/Delta RBD + G446V + L455F et Delta RBD WT pour l'imdevimab, une seule injection de RBD a été réalisée sur les deux Flow Cells à 1 μM, à un débit de 30 μl min-1. Le tampon d'exécution a également été injecté en utilisant le même programme pour la soustraction de fond. Les sensorgrammes ont été tracés à l'aide de Prism9 (GraphPad).

De plus amples informations sur la conception de la recherche sont disponibles dans le résumé des rapports sur le portefeuille Nature lié à cet article.

Les réactifs générés dans cette étude sont disponibles auprès de David Stuart avec un accord de transfert de matériel rempli. Les données génomiques du SARS-CoV-2 générées dans cette étude ont été déposées dans Genbank. La liste des identifiants est fournie dans les données supplémentaires 1. Les données sources pour tous les chiffres sont fournies sous forme de fichier de données sources. Les informations sur les traitements cliniques au niveau individuel, liées à l'ID de séquence, sont soumises à un accès restreint pour des raisons de confidentialité du patient, mais l'accès peut être obtenu par les individus sur présentation d'une proposition de recherche raisonnable envoyée à Meera Chand [email protected] et signature d'un accord de partage de données.

L'analyse a été effectuée via une série de scripts disponibles sur github (https://github.com/manonr/covid-therapeutics). Un lien permanent vers la version du code utilisé dans cette étude est disponible sur https://github.com/manonr/covid-therapeutics/releases/tag/v.1.0-2023-01.

Zhou, P. et al. Une épidémie de pneumonie associée à un nouveau coronavirus d'origine probable de chauve-souris. Nature 579, 270-273 (2020).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Obermeyer, F. et al. L'analyse de 6,4 millions de génomes du SRAS-CoV-2 identifie les mutations associées à la forme physique. Sciences 376, 1327-1332 (2022).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Supasa, P. et al. Réduction de la neutralisation du variant SARS-CoV-2 B.1.1.7 par les sérums de convalescents et de vaccins. Cellule 184, 2201–2211.e2207 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Micochova, P. et al. Réplication du variant delta du SARS-CoV-2 B.1.617.2 et évasion immunitaire. Nature 599, 114-119 (2021).

Annonces d'article Google Scholar

Dejnirattisai, W. et al. SARS-CoV-2 omicron-B.1.1.529 conduit à une fuite généralisée des réponses d'anticorps neutralisants. Cellule 185, 467–484.e415 (2022).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhou, D. et al. Preuve d'échappement de la variante B.1.351 du SRAS-CoV-2 à partir de sérums naturels et induits par le vaccin. Cellule 184, 2348–2361.e2346 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dejnirattisai, W. et al. Évasion d'anticorps par la souche P.1 du SRAS-CoV-2. Cellule 184, 2939-2954.e2939 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Dejnirattisai, W. et al. L'anatomie antigénique du domaine de liaison au récepteur SARS-CoV-2. Cellule 184, 2183–2200.e2122 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yuan, M. et al. Base structurelle d'une réponse anticorps partagée au SRAS-CoV-2. Sciences 369, 1119-1123 (2020).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Yuan, M. et al. Un épitope cryptique hautement conservé dans les domaines de liaison aux récepteurs du SARS-CoV-2 et du SARS-CoV. Sciences 368, 630–633 (2020).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Huo, J. et al. Neutralisation du SARS-CoV-2 par destruction du spike de préfusion. Microbe hôte cellulaire 28, 445–454 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Zhou, D. et al. Base structurelle de la neutralisation du SRAS-CoV-2 par un anticorps d'un patient convalescent. Nat. Structure. Mol. Biol. 27, 950–958 (2020).

Article CAS PubMed Google Scholar

Feder, AF, Harper, KN, Brumme, CJ & Pennings, PS Comprendre les schémas de résistance multimédicamenteuse du VIH à travers des modèles d'hétérogénéité temporelle et spatiale des médicaments. Elife 10, https://doi.org/10.7554/eLife.69032 (2021).

Arts, EJ & Hazuda, DJ Traitement médicamenteux antirétroviral du VIH-1. Cold Spring Harb. Perspective. Méd. 2, a007161 (2012).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Diallo, D. et al. Thérapie antituberculeuse et microbiote intestinal : examen des thérapies potentielles dirigées contre le microbiote de l'hôte. Devant. Cellule infectée. Microbiol. 11, 673100 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Hansen, J. et al. Des études sur des souris humanisées et des humains convalescents donnent un cocktail d'anticorps SARS-CoV-2. Sciences 369, 1010-1014 (2020).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Al-Obaidi, MM et al. Efficacité du traitement par anticorps monoclonaux casirivimab-imdevimab chez les patients à haut risque Infection par le coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 B.1.617.2 (variante Delta). Ouvrez le forum Infect. Dis. 9, ofac186 (2022).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Baum, A. et al. Le cocktail d'anticorps contre la protéine de pointe du SRAS-CoV-2 empêche l'évasion mutationnelle rapide observée avec des anticorps individuels. Sciences 369, 1014-1018 (2020).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

Liu, C. et al. Neutralisation réduite du SRAS-CoV-2 B.1.617 par le vaccin et le sérum de convalescence. Cellule 184, 4220–4236.e4213 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Copin, R. et al. La combinaison d'anticorps monoclonaux REGEN-COV protège contre l'échappement mutationnel du SRAS-CoV-2 dans les études précliniques et humaines. Cellule 184, 3949–3961.e3911 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pinto, D. et al. Neutralisation croisée du SARS-CoV-2 par un anticorps monoclonal humain SARS-CoV. Nature 583, 290-295 (2020).

Article ADS CAS PubMed Google Scholar

McCallum, M. et al. Base structurelle de l'évasion immunitaire SARS-CoV-2 Omicron et de l'engagement des récepteurs. Sciences 375, 864–868 (2022).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Di Genova, C. et al. Production, titrage, neutralisation et stockage des pseudotypes lentiviraux du SARS-CoV-2. figshare, https://doi.org/10.6084/m9.figshare.13502580.v2 (2020).

Cele, S. et al. Omicron échappe largement mais incomplètement à la neutralisation Pfizer BNT162b2. Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-021-04387-1 (2021).

Wolter, N. et al. Évaluation précoce de la gravité clinique du variant omicron du SRAS-CoV-2 en Afrique du Sud : une étude de couplage de données. Lancette 399, 437–446 (2022).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Weinreich, DM et al. Combinaison d'anticorps REGEN-COV et résultats chez les patients ambulatoires atteints de Covid-19. N. Engl. J. Med. 385, e81 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Gupta, A. et al. Traitement précoce du Covid-19 avec le sotrovimab, anticorps neutralisant le SRAS-CoV-2. N. Engl. J. Med. 385, 1941-1950 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Mahase, E. Covid-19 : la propagation de l'omicron BA.2 a-t-elle rendu les traitements par anticorps redondants ? BMJ 377, o1009 (2022).

Article PubMed Google Scholar

Nutalai, R. et al. Anticorps à réaction croisée puissants suite à la percée d'Omicron chez les vaccinés. Cellule 185, 2116–2131.e2118 (2022).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Rockett, R. et al. Mutations de résistance dans la variante delta du SRAS-CoV-2 après l'utilisation du sotrovimab. N. Engl. J. Med. 386, 1477-1479 (2022).

Article PubMed Google Scholar

Starr, TN et al. Cartographie prospective des mutations virales qui échappent aux anticorps utilisés pour traiter le COVID-19. Sciences 371, 850–854 (2021).

Article ADS CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Choi, B. et al. Persistance et évolution du SRAS-CoV-2 chez un hôte immunodéprimé. N. Engl. J. Med. 383, 2291-2293 (2020).

Article PubMed Google Scholar

Greninger, AL et al. Applications cliniques et de prévention des infections du génotypage du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère : un document d'examen consensuel de la Société américaine des maladies infectieuses/Société américaine de microbiologie. J.Clin. Microbiol 60, e0165921 (2022).

Article PubMed Google Scholar

Le consortium COVID-19 Genomics UK (COG-UK). Un réseau intégré de surveillance génomique du SRAS-CoV-2 à l'échelle nationale. Lancet Microbe 1, e99–e100 (2020).

Article Google Scholar

Nicholls, SM et al. CLIMB-COVID : intégration continue prenant en charge le séquençage décentralisé pour la surveillance génomique du SRAS-CoV-2. Génome Biol. 22, 196 (2021).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

O'Toole, A., Pybus, OG, Abram, ME, Kelly, EJ et Rambaut, A. Désignation et attribution de la lignée Pango à l'aide de séquences de nucléotides du gène SARS-CoV-2 spike. BMC Genomics 23, 121 (2022).

Article PubMed PubMed Central Google Scholar

Stuart, DI, Levine, M., Muirhead, H. & Stammers, DK Structure cristalline de la pyruvate kinase du muscle de chat à une résolution de 2,6 AJ Mol. Biol. 134, 109–142 (1979).

Article CAS PubMed Google Scholar

Casanal, A., Lohkamp, ​​B. & Emsley, P. Développements actuels dans Coot pour la construction de modèles macromoléculaires de cryo-microscopie électronique et de données cristallographiques. Protéine Sci. 29, 1069-1078 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Pettersen, EF et al. UCSF ChimeraX : visualisation de la structure pour les chercheurs, les éducateurs et les développeurs. Protéine Sci. 30, 70–82 (2021).

Article CAS PubMed Google Scholar

Nie, J. et al. Mise en place et validation d'un test de neutralisation de pseudovirus pour le SRAS-CoV-2. Urgence Les microbes infectent. 9, 680–686 (2020).

Article CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

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Nous remercions Andrew Balmer d'avoir examiné les lectures brutes pour confirmer le lien entre les mutations, et l'ensemble de l'équipe d'analyse de santé publique génomique et le programme thérapeutique COVID-19, à l'Agence britannique de sécurité sanitaire. Nous remercions toutes les équipes impliquées dans le prélèvement, le séquençage et le traitement des virus et séquences SARS-CoV-2. Nous remercions tous les bénévoles qui ont donné leur sang pour l'étude. Ce travail a été soutenu par le Fonds d'innovation pour les sciences médicales (CIFMS) de l'Académie chinoise des sciences médicales (CAMS), Chine (numéro de subvention : 2018-I2M-2-002) à DIS et GRS. Nous sommes également reconnaissants du soutien de la Red Avenue Foundation et de la Oak Foundation. GRS et J.Ren sont soutenus par le Wellcome Trust (101122/Z/13/Z), DIS et EEF par le UKRI MRC (MR/N00065X/1). DIS, SJD et GRS sont des enquêteurs Jenner. PK est un chercheur principal du NIHR et PK est soutenu par Wellcome (WT109965MA). SJD est soutenu par une chaire de recherche mondiale du NIHR (NIHR300791). RIDHSC COVID-19 Rapid Response Rolling Call, Grant Reference Number COV19-RECPLAS). Nous remercions le personnel de l'unité d'immunologie humaine du MRC pour l'accès à leur installation Biacore. Nous reconnaissons le financement conjoint du Centre par le UK Medical Research Council et le Department for International Development (MR/R015600/1). Ce travail est également soutenu par l'unité de recherche sur la protection de la santé de l'Institut national de recherche en santé en méthodologie de modélisation, la Fondation Abdul Latif Jameel et le programme EDCTP2 soutenu par l'Union européenne.

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Manon Ragonnet-Cronin, Rungtiwa Nutalai, Jiandong Huo, Aiste Dijokaite-Guraliuc, Gavin R. Screaton, Sakib Rokadiya.

Analyse génomique de la santé publique, Agence britannique de sécurité sanitaire, Londres, Royaume-Uni

Manon Ragonnet-Cronin, Natalie Groves, Hassan Hartman, Nicholas Ellaby, J. Mark Sutton, Colin Brown, Susan Hopkins, Meera Chand et Sakib Rokadiya

Centre d'analyse mondiale des maladies infectieuses, Imperial College London, Londres, Angleterre

Par Manon Ragonnet-Cron

Wellcome Centre for Human Genetics, Nuffield Department of Medicine, Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Rungtiwa Nutalai, Aiste Dijokaite-Guraliuc, Raksha Das, Aekkachai Tuekprakhon, Piyada Supasa, Chang Liu, Muneeswaran Selvaraj, Juthathip Mongkolsapaya et Gavin R. Screaton

Division de biologie structurale, Nuffield Department of Medicine, Université d'Oxford, The Wellcome Center for Human Genetics, Oxford, Royaume-Uni

Jiandong Huo, Mohammad W. Bahar, Daming Zhou, Elizabeth Fry, Jingshan Ren et David I. Stuart

Académie chinoise des sciences médicales (CAMS) Institut d'Oxford (COI), Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Chang Liu et Daming Zhou

Nuffield Department of Medicine, Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Paul Klenerman et Susanna J. Dunachie

NHS Foundation Trust des hôpitaux universitaires d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Paul Klenerman et Susanna J. Dunachie

Unité de gastroentérologie translationnelle, Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Paul Klénerman

NIHR Oxford Biomedical Research Centre, Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Paul Klenerman et Susanna J. Dunachie

Unité de recherche en médecine tropicale Mahidol-Oxford, Bangkok, Thaïlande, Département de médecine, Université d'Oxford, Oxford, Royaume-Uni

Juthathip Mongkolsapaya

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MRC, SR, GRS et DIS ont conçu l'étude. MRC a effectué les analyses post-traitement. NG a effectué les analyses de surveillance génomique au Royaume-Uni. RN, AD-G., RD, AT, PS, CL, MS, DZ et JH ont réalisé des expériences, JH, JM, MC ont conçu des expériences, PK et SJD ont supervisé l'étude OPTIC pour la collecte de sérum vaccinal, dans le cadre du consortium PITCH. MB, JR, EF et DIS ont effectué des analyses de structure. NG, HH, NE, MS, CB, SH et SR ont analysé les données de séquence. MRC, GRS, JH et DIS ont rédigé la première ébauche du manuscrit. Tous les auteurs ont examiné et approuvé le manuscrit final.

Correspondance avec Manon Ragonnet-Cronin, Jiandong Huo, David I. Stuart, Gavin R. Screaton ou Sakib Rokadiya.

GRS siège au conseil consultatif scientifique de GSK Vaccines, est consultant pour Astra Zeneca et est membre fondateur de RQ Biotechnology. DIS consulte pour Astra Zeneca. Les autres auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

Nature Communications remercie Anmol Chandele et les autres examinateurs anonymes pour leur contribution à l'examen par les pairs de ce travail.

Note de l'éditeur Springer Nature reste neutre en ce qui concerne les revendications juridictionnelles dans les cartes publiées et les affiliations institutionnelles.

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Réimpressions et autorisations

Ragonnet-Cronin, M., Nutalai, R., Huo, J. et al. Génération de mutations d'échappement du SRAS-CoV-2 par thérapie par anticorps monoclonaux. Nat Commun 14, 3334 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-37826-w

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Reçu : 06 octobre 2022

Accepté : 03 avril 2023

Publié: 07 juin 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-023-37826-w

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