Ultrapotent broardly neutralizing antibodies against SARS-COV-2 variants and methods of use thereof

Abstract

Provided is in the field of immunology. Provided are broadly neutralizing antibodies against SARS-COV-2 variants, compositions and methods of prevention and treatment of SARS-COV-2 infection or transmission.

Description

ULTRAPOTENT BROARDLY NEUTRALIZING ANTIBODIES AGAINST SARS-COV-2 VARIANTS AND METHODS OF USE THEREOF1.FIELD

[0001] The present disclosure is in the field of immunology. Provided are broadly neutralizing antibodies against SARS-COV-2 variants, compositions and method of prevention and treatment of SARS-COV-2 infection or transmission.2.BACKGROUND

[0002] Since the beginning of COVID-19 pandemic, neutralizing antibodies (NAbs) against wild-type (WT) SARS-CoV-2 were readily elicited during the natural course of infection 1-4. Subsequently, NAbs were induced by WT-based vaccines, especially by mRNA-vectored vaccines 5, 6, which were associated with reduced hospitalization and mortality 7, 8. Robust SARS-CoV-2 infection, however, outcompeted NAbs in the upper respiratory tract, leading to continuous viral transmission and pandemic by immune-escaped variants of concern (VOCs) 9-12. Evidently, understanding how human memory B cells would respond to continuously evolving pandemic VOCs for generating broadly NAbs (bnAbs) is essential for the development of next generation antibody drugs and vaccines.

[0003] Prior ultrapotent NAbs that display IC50 values less than 10 ng / mL often target the immunodominant epitopes on the receptor binding domain (RBD) of SARS-CoV-2 spike protein with supersites overlapping or locating around the ACE2 receptor binding motif (RBM) 1, 13, 14. The efficacies of these NAb drugs and WT-based vaccines have been severely reduced due to the global outbreak of highly mutated Omicron variants since November 2021 9-12, 15-17. The emerged sublineages BA. 2, BA. 2.75, BA. 4 / 5 and BF7, displayed higher transmissibility and more significant antibody evasion than earlier VOCs 9, 11, 18, 19. Notably, their subsequent descendants such as BQ. 1, XBB and EG. 5.1 sublineages carry a series of convergent mutations that endow them with enormous growth advantages over predecessors and even stronger resistance to antibody response12, 20, 21. BA. 2.86 evolved with 34 additional mutations in the spike protein compared with BA. 2 without showing more resistance to human sera than XBB. 1.5 and EG. 5.122. However, the JN. 1 and KP. 2 arising from BA. 2.86 displayed increased fitness and outcompeted the previous dominant XBB lineage23. The ongoing spread of these convergent variants has severely impaired Nabs from convalescents, fully vaccinated individuals and even vaccinees boosted with the new bivalent mRNA vaccine7, 24-26. Although thousands of monoclonal Nabs were found targeting multiple spike epitopes, few retained ultrapotency and breadth against the circulating XBB. 1.5, EG. 5.1, BA. 2.86, JN. 1 and KP. 2 sublineages22, 27.

[0004] Four classes of NAbs have been identified against multiple RBD epitopes, including the RBM face (class I) , the outer faces (class II / III) , and the cryptic but conserved inner surface (class IV)14, 28-30. The reduced susceptibility of XBB, EG. 5.1 and BA. 2.86 sublineages to neutralization by such NAbs resulted from resistant mutations such as N460K, L455 F / S, F456L and F486 V / S / P evading class I / II NAbs, and R346T, K356T, K444T, V455P / H, G446S as well as F490S evading class III NAbs, respectively. 12, 18, 22, 31. Despite the NAb escape, these prevalent variants showed increased binding affinity to the host receptor ACE-2 compared with WT (D614G) 12, 18, 19.Given the huge diversity of B cell receptor (BCR) repertoire, we continued the search for ultrapotent bnAbs 32, 33. Ultrapotent bnAbs are needed for blockade of viral binding to receptor ACE-2 and efficacy for preventing transmission of SARS-CoV-2 variants.3.SUMMARY

[0005] The inventors discovered a new panel of ultrapotent class I bnAbs with exceptional fitness for blockade of viral binding to receptor ACE-2 and efficacy for preventing the contact transmission of prevalent BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 sublineages.

[0006] In certain embodiments, provided herein is a SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising: (a) a heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and (b) a light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0007] In certain embodiments, the heavy chain variable region (VH) comprises about 80%-85%, about 85%-90%, about 90%-95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99%or about 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22 and wherein the light chain variable region (VL) comprises about 80%-85%, about 85%-90%, about 90%-95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99%or about 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0008] In certain embodiments, the heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 16, 19 or 20; and wherein the light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO:38, 41 or 42.

[0009] In certain embodiments, provided herein is a SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising: (i) a heavy chain variable region (VH) comprising a set of heavy chain complementarity determining regions (CDR-H) CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3, (ii) a light chain variable region (VL) comprising a set of light chain complementarity determining regions (CDR-L) CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3; wherein:

[0010] (1) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 60, 82, and 104 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 126, 148 and 170 respectively;

[0011] (2) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 63, 85, and 107 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 129, 151 and 173 respectively;

[0012] (3) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 64, 86, and 108 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 130, 152 and 174 respectively;

[0013] (4) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 45, 67, and 89 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 111, 133 and 155 respectively;

[0014] (5) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 46, 68, and 90 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 112, 134 and 156 respectively;

[0015] (6) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 47, 69, and 91 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 113, 135 and 157 respectively;

[0016] (7) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 48, 70, and 92 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 114, 136 and 158 respectively;

[0017] (8) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 49, 71, and 93 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 115, 137 and 159 respectively;

[0018] (9) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 50, 72, and 94 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 116, 138 and 160 respectively;

[0019] (10) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 51, 73, and 95 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 117, 139 and 161 respectively;

[0020] (11) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 52, 74, and 96 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 118, 140 and 162 respectively;

[0021] (12) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 53, 75, and 97 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 119, 141 and 163 respectively;

[0022] (13) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 54, 76, and 98 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 120, 142 and 164 respectively;

[0023] (14) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 55, 77, and 99 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 121, 143 and 165 respectively;

[0024] (15) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 56, 78, and 100 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 122, 144 and 166 respectively;

[0025] (16) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 57, 79, and 101 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 123, 145 and 167 respectively;

[0026] (17) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 58, 80, and 102 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 124, 146 and 168 respectively;

[0027] (18) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 59, 81, and 103 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 125, 147 and 169 respectively;

[0028] (19) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 61, 83, and 105 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 127, 149 and 171 respectively;

[0029] (20) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 62, 84, and 106 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 128, 150 and 172 respectively;

[0030] (21) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 65, 87, and 109 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 131, 153 and 175 respectively;

[0031] (22) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 66, 88, and 110 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 132, 154 and 176 respectively.

[0032] In further embodiments of the described antibody or a fragment thereof above, wherein

[0033] (1) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 16, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 38;

[0034] (2) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 19, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 41;

[0035] (3) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 20, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 42;

[0036] (4) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 1, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 23;

[0037] (5) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 2, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 24;

[0038] (6) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 3, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 25;

[0039] (7) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 4, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 26;

[0040] (8) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 5, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 27;

[0041] (9) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 6, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 28;

[0042] (10) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 7, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 29;

[0043] (11) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 8, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 30;

[0044] (12) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 9, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 31;

[0045] (13) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 10, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 32;

[0046] (14) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 11, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 33;

[0047] (15) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 12, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 34;

[0048] (16) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 13, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 35;

[0049] (17) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 14, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 36;

[0050] (18) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 15, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 37;

[0051] (19) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 17, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 39;

[0052] (20) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 18, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 40;

[0053] (21) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 21, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 43;

[0054] (22) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 22, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 44.

[0055] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof is a broadly neutralizing antibody (bnAbs) against SARS-CoV-2 variants.

[0056] In certain embodiments, the SARS-CoV-2 variants comprise one or more variants selected from the group consisting of BA. 5, BQ. 1.1, XBB. 1.5, EG. 5.1, BA. 2.86, JN. 1 or KP. 2.

[0057] In certain embodiments, the ultrapotent broadly neutralizing antibody against pseudotyped Omicron variants has IC50 less than 10 ng / mL.

[0058] In certain embodiments, the antibody or a fragment thereof is selected from the group consisting of Fab, Fab’ , F (ab' ) 2, Fd, Fd’ , Fv, or scFv.

[0059] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof is an IgG antibody.

[0060] In certain embodiments, the antibody or a fragment thereof binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.

[0061] In certain embodiments, provided herein is a SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising: (i) a heavy chain variable region (VH) comprising a set of heavy chain complementarity determining regions (CDR-H) CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3, wherein the CDR-H1, CDR-H2, CDR-H3 comprise at least 80%sequence identity with the sequence in SEQ ID NO: 45-110 (see Figure 9) ; and (ii) a light chain variable region (VL) comprising a set of light chain complementarity determining regions (CDR-L) CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3, wherein the CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3 comprise at least 80%sequence identity with the amino acid sequence in SEQ ID NO: 111-176 (see Figure 9) .

[0062] In certain embodiments, the CDR-H1, CDR-H2, CDR-H3 has a sequence in SEQ ID NO: 45-110; and CDR-L1, CDR-L2; and CDR-L3 has an amino acid sequence in SEQ ID NO: 111-176.

[0063] In certain embodiments, provided is a nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding the monoclonal antibody or a fragment described herein.

[0064] In certain embodiments, provided is a vector comprising the nucleic acid described herein.

[0065] In certain embodiments, provided is a host cell comprising the acid or the vector described herein.

[0066] In certain embodiments, provided is a composition comprising the monoclonal antibody disclosed herein, and a pharmaceutical acceptable carrier.

[0067] In certain embodiments, provided herein is a method of preventing or treating infection or transmission of SARS-CoV-2 and its variants in a subject in need thereof comprising administering an effective dose of the monoclonal antibody or fragments thereof; or their relevant nucleic acid, the vector, the host cell or the composition to the subject.

[0068] In certain embodiments, the disclosure herein also provides the use of the above-described antibody or a fragment thereof; or their relevant nucleic acid, the vector, the host cell, or the composition in the manufacture of a medicament for preventing or treating infection or transmission of SARS-CoV-2 and its variants in a subject in need thereof.

[0069] In certain embodiments, the SARS-CoV-2 variants comprise one or more variants selected from the group consisting of BA. 5.2, BQ. 1.1, XBB. 1.5, EG. 5.1, BA. 2.86, JN. 1 or KP. 2.

[0070] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof is ultrapotent broadly neutralizing antibody with IC50 less than 10 ng / mL.

[0071] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof is an IgG antibody.

[0072] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence of Figure 29.

[0073] In certain embodiments, the methods further comprising administering an effective dose of PAXLOVID.

[0074] In certain embodiments, provided herein is a method of preventing or treating infection or transmission of SARS-CoV-2 and its variants in a subject in need thereof comprising administering an effective dose of a monoclonal antibody or fragment thereof to the subject, wherein the monoclonal antibody comprises: a heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and a light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0075] In certain embodiments, the heavy chain variable region (VH) comprises 80%-85%, 85%-90%, 90%-95%, 96%, 97%, 98%, 99%or 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and a light chain variable region (VL) comprises 80%-85%, 85%-90%, 90%-95%, 96%, 97%, 98%, 99%or 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0076] In certain embodiments, the heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 16, 19 or 20; and wherein the light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO:38, 41 or 42.

[0077] In certain embodiments, the method further comprising administering an effective dose of PAXLOVID.

[0078] In certain embodiments, the SARS-CoV-2 variants comprise one or more variants selected from the group consisting of BA. 5.2, BQ. 1.1, XBB. 1.5, EG. 5.1, BA. 2.86, JN. 1 or KP. 2.

[0079] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof is ultrapotent broadly neutralizing antibody with IC50 less than 10 ng / mL.

[0080] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof is an IgG antibody.

[0081] In certain embodiments, the monoclonal antibody or a fragment thereof binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.

[0082] In certain embodiments, provided is a kit for the prevention or treatment of SARS-CoV-2 infection or transmission comprising in separate containers the disclosed composition and a device for administration of the composition.

[0083] In certain embodiments, the kit for the diagnosis of SARS-CoV-2 infection comprising in separate containers the monoclonal antibody and fragments thereof, and a reagent for detecting the monoclonal antibody or fragment thereof binding to SARS-CoV-2.

[0084] 4.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0085] The patent or application file contains at least one drawing executed in color. Copies of this patent or patent application publication with color drawings will be provided by the Office upon request and payment of the necessary fee.

[0086] FIGURES 1A-E. Isolation of cross-reactive NAbs from convalescents after Omicron BA. 2 / BA. 5 breakthrough infection. A) Neutralization of pseudotyped SARS-CoV-2 WT and 18 variants by sera from a cohort of convalescents (n=12) . Neutralizing titer 50 (NT50) values represent the plasma dilution required to achieve 50%virus neutralization. The limit of detection is 20 (dash line) . The triangle, squares and dots represent ZC (BNT162b) , 6 CUs (BNT162b2) and 5 CUs (Sinovac) , respectively, with a line indicating the median of each group. Geometric mean NT50 values are shown beneath the symbols, and the fold reduction in geometric mean NT50 values for WT and each variant compared to BA. 2 is also shown below. Comparisons were made by Kruskal-Wallis test followed by Dunnett’s multiple comparisons test. *p <0.05; **p <0.01; ***p <0.001; ns (not significant) , p >0.05. B) Epitope specificity of 172 recovered mAbs as determined by ELISA. C) Neutralization profiles of 22 newly identified NAbs against SARS-CoV-2 WT (D614G) , previous VOCs and Omicron subvariants. IC50 values of all tested NAbs against the whole panel of pseudoviruses are summarized in the graph below. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively. Published NAb controls from class I-IV (ZCB11, P5S-1H1, P5S-2B10, S728-1157, LY-CoV555, LY-CoV1404 and S2X259) are included. The neutralizing potency is indicated according to the color bar. The antibody germline gene usage (IGHV and IGKV) and the length of CDR3 are also presented. aa, amino acid. D) Fold changes in IC50 values of 22 NAbs against previous VOCs including Alpha, Beta, Gamma, Delta and Omicron BA. 1 compared with the WT (D614G) (left) , or against Omicron subvariants compared to BA. 1 (right) . E) Fold changes in IC50 values of 22 NAbs against Omicron BA. 2.75, XBB. 1.5, HK. 3, HV. 1, EG. 5.1, BA. 2.86, JN. 1 and KP. 2, compared to ancestral BA. 2 (left) , or against BF7 and BQ. 1.1 compared with ancestral BA. 4 / 5 (right) .

[0087] FIGURES 2A-F Immunogenetic properties of the antibody repertoire induced by Omicron breakthrough infection. (A) Antibody gene repertoire analysis of reactive memory B cells derived from 12 convalescent individuals. In pie charts, the number of all cloned antibody V genes is shown in the center for the heavy (left) or light chains (right) . The colors represent variable gene families and each fragment of the same color stands for one specific sub-family. The histograms summarize the IGHV (left) and IGKV (right) gene usage of 172 recovered mAbs, including 150 non-neutralizing mAbs (non-NAbs) and 22 NAbs, labeled in light and dark colors, respectively. B and C Parings of germline heavy and light V genes display preference among NAbs. IGHV and IGKV pairings of 172 recovered mAbs are presented in the bubble diagram (B) and the diversity between non-NAbs and NAbs is indicated in chord diagrams (C) . The outer circle border indicates the number of each pairing. (D) Pairwise comparisons of variable region sequences of 22 NAbs. Each slice is colored according to the proportion of pairs sharing ≤70%, 70-85%, 85-95%and >95%amino acid sequence identity among the total of 242 pairwise comparisons. (E) Comparison of CDR3 between recovered non-binding mAbs, non-NAbs and NAbs. Amino acid lengths and SHM rates compared to germline sequences are presented in violin plots with kernel density estimation curves of the distribution. A dash line and two dotted lines indicate the median and quartiles of each group, respectively. bnAbs ZCP3B4 (red) , ZCP4C9 (orange) and ZCP4D5-1 (blue) are presented by symbols. Comparisons were made by one-way ANOVA followed by Tukey’s multiple comparisons test. *p <0.05. (F) Neutralizing potency distribution of 22 NAbs against WT (D614G) , VOCs and Omicron subvariants. The NAbs are grouped according to their overall HCDR3 amino acid (aa) lengths as follows: short (≤12 aa, upper panel) , intermediate (12-18 aa, mid panel) , or long (≥18 aa, lower panel) .

[0088] FIGURES 3A-E Inference of Omicron RBD mutation hotspots on NAb neutralization and evasion. A) Specific RBD mutations carried by each Omicron variant. B) Fold changes in IC50 values against BA. 1 individual reversed mutations compared with BA. 1.19 anti-BA. 1 NAbs in group1-3 were tested. Ranges are indicated according to the color bar. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively. Mutations carried by each VOC are shown (top) . C) Impact of individual reversed mutations on tested NAbs potency as determined by proportions of improved (IC50 fold change <-3) , sustained (-3≤ IC50 fold change ≤3) , worse (3 < IC50 fold change ≤10) and weak / non (IC50 fold change >10) NAbs. Mutation sites are colored on the BA. 1 RBD (top, PDB: 7U0N) viewed from the outer (left)  / inner face (right) , and the impact is indicated according to the gradient color bar. D) Fold changes in IC50 values against related convergent mutations compared with BA. 2 or BA. 4 / 5.16 anti-BA. 2 / BA. 4 / 5 NAbs in group1-3 were tested. Ranges are indicated according to the color bar. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively. Mutations carried by each Omicron variant are shown (top) . E) Impact of individual convergent mutations on tested NAbs potency as determined by proportions of improved (IC50 fold change <-3) , sustained (-3≤IC50 fold change ≤3) , worse (3< IC50 fold change ≤10) and weak / non (IC50 fold change >10) NAbs. Mutation sites are colored on the BA. 1 RBD (top, PDB: 7U0N) viewed from the outer (left)  / inner face (right) , and the impact is indicated according to the gradient color bar. FIGURES 4A-I. Structural basis of ultrapotent IGHV3-53 / 3-66 bnAbs. (A) Binding modes and footprints of class I bnAbs ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1. Cryo-EM density maps of BA. 5 spike trimers in complex with bnAb Fabs are shown in the side views. ‘Up’ RBDs of complexes are colored in dark brown (ZCP3B4) , purple (ZCP4C9) and light orange (ZCP4D5-1) , whereas bnAb Fabs are colored in yellow. The cartoons represent the structures of bnAb heavy chain and light chain variable regions (VH and VL) binding RBD (gray) , viewed from the RBD inner face. ZCP3B4 VH is colored in red and VL in pink; ZCP4C9 VH is colored in orange and VL in light yellow; and ZCP4D5-1 VH is colored in blue and VL in purple. The receptor binding motif (RBM) is colored in light cyan. HCDRs and LCDRs of ZCP3B4 and CP4C9 involved in the interaction are shown in the zoom-in figures. Epitopes of ZCP3B4 and ZCP4C9 as well as the buried surface area (BSA) of ZCP4D5-1 are shown in corresponding colors on the RBD surface viewed from the inner and top face. BA. 5 mutation sites included in epitopes / BSA are also indicated. The RBM is topologically divided into ‘peak’ , ‘neck’ , ‘valley’and ‘mesa’s ubsections. The ACE2 binding site is outlined with dotted lines. B-D Molecular basis of ZCP3B4 accommodating mutations. N417 (B) , N477 (C) and H505 (D) are indicated in ZCP3B4 Fab-BA. 5 RBD complex (light blue) aligned with WT RBD (PDB: 6XR8, light yellow) . Hydrogen bonds are represented by cyan dashed lines. E and F Molecular basis of ZCP4C9 accommodating mutations. N477 (E) and H505 (F) are indicated in ZCP4C9 Fab-BA. 5 RBD complex (red) aligned with WT RBD (PDB: 6XR8, light yellow) . Hydrogen bonds are represented by cyan dashed lines. (G) Footprints of representative class I NAbs P5S-2B10 (light purple) , P5S-1H1 (black dotted line) and S728-1157 (yellow dotted line) are shown on the surface of the BA. 5 RBD. (H) Hydrophobic interaction between P53 of bnAbs CDR-H2 and L455-F456 of BA. 5 RBD. 53SGGT56 motif of ZCP3B4 is colored in red, and 53SGGS56 motifs of ZCP4C9 and ZCP4D5-1 are in yellow and blue, respectively. (I) CDR-H3 structural comparison of ZCP3B4 (red) , ZCP4C9 (orange) and ZCP4D5-1 (blue) with P5S-2B10 (PDB: 7XSC, light green) , P5S-1H1 (PDB: 7XS8, yellow) and S728-1157 (PDB: 8D0Z, pink) . Q493-S494 of BA. 5 RBD (gray) are indicated.

[0089] FIGURES 5A-B. Structural basis of bnAb CUP2G3 encoded by the IGHV4-39 / IGKV1-NL1 clonotype. A) Binding mode and footprint of class I CUP2G3. Cryo-EM density map of BA. 5 spike trimer in complex with CUP2G3 Fabs is shown in the side view. The ‘up’ RBD of complex is colored in purple and Fab is in pink. The cartoon represents the structure of CUP2G3 heavy chain and light chain variable regions (VH, pink; VL, light pink) binding RBD (gray) , viewed from the RBD inner face. The receptor binding motif (RBM) is colored in light cyan. The CDRs and FRs of CUP2G3 involved in the interaction are shown in the zoom-in figure. The buried surface areas (BSA) buried by VH (light orange) , VL (light blue) and both (pink) are viewed from the inner and top faces. BA. 5 mutation sites included in the BSA are colored in orange. ACE2 binding site is outlined with dotted lines. B) Amino acid sequence alignments for VH of ZCP3B4, ZCP4C9, ZCP4D5-1, P5S-2B10, P5S-1H1 and S728-1157, as well as for VH / VL of CUP2G3 and its clonally related members ZCP1B7-1, ZCP2G5-2 and ZCP2G11. Germline reference sequences are highlighted in red.

[0090] FIGURES 6A-E. Prophylactic efficacy of ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 against authentic Omicron BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 in golden Syrian hamsters. A) Experimental schedule and color coding for different treatment groups. Four groups of female hamsters received a single intraperitoneal injection of PBS (n = 6) , 4.5 mg / kg of ZCP3B4 (n = 5) , ZCP4C9 (n = 5) or ZCP4D5-1 (n = 5) one day before viral infection (-1 dpi) . 24 hours later (day 0) , each group was challenged intranasally with a mixture of live Omicron BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 (105 PFU / hamster) . All animals were sacrificed on day 4 for final analysis. B) Proportion of viral RNA copies in lungs and nasal turbinate (NT) homogenates of each group. The data is shown as mean ± SEM. C) Daily body weight change of each group was measured after viral infection. The data is shown as mean ± SEM. D) Live viral plaque assay was used to quantify the number of infectious viruses in lungs and NT of each group. Log10-transformed plaque-forming unit (PFU) per mL were shown for each group. The dash line indicates the limit of detection. Each symbol represents an individual hamster with a line indicating the mean of each group. Statistics were generated using one-way ANOVA followed by Tukey’s multiple comparisons test. **p <0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001; ns (not significant) , p >0.05. E) Representative histopathology of lung tissues and NT from pre-treated hamsters after viral challenge. Tissue sections were stained with hematoxylin and eosin (H&E) . For PBS-treated hamsters, the infection could cause lung damages with alveolar septa thickening (black arrow) , extensive inflammatory cell accumulation (blue arrow) , homogeneously pink foci of edema (green arrow) , and multifocal hemorrhage (red arrow) . In NT, submucosal immune cell accumulation (blue arrow) as well as damages to the respiratory and olfactory epithelium (black arrow) are also indicated. The resolution is indicated by the scale bar.

[0091] FIGURES 7A-D. Efficacy of ZCP3B4 in preventing authentic Omicron BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 transmission in golden Syrian hamsters. A) Experimental schedule and color coding for different treatment groups. Index hamsters (male, n = 6) were challenged intranasally with a mixture of live Omicron BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 (105 PFU / hamster) two days prior to the co-housing (day 0) . On 2 dpi, two groups of male hamsters were administered intranasally with PBS (n = 6) and 4.5 mg / kg of ZCP3B4 (n = 6) 8 hours before being co-housed with index hamsters at a 2: 1 ratio. 4 hours after the co-housing, index hamsters were sacrificed, whereas PBS-and ZCP3B4-treated hamsters were separated and sacrificed on day 4 for final analysis. B) Live viral plaque assay was used to quantify the number of infectious viruses in lungs and nasal turbinate (NT) homogenates of each group. Log10-transformed plaque-forming unit (PFU) per mL were shown for each group. The dash line indicates the limit of detection. Each symbol represents an individual hamster with a line indicating the mean of each group. Statistics were generated using one-way ANOVA followed by Tukey’s multiple comparisons test. **p < 0.01, ***p < 0.001, ****p < 0.0001. C) Representative histopathology of lung tissues and NT from index and pre-treated hamsters after the co-housing. For index and PBS-treated hamsters, the infection could cause lung damages with alveolar septa thickening (black arrow) , extensive inflammatory cell accumulation (blue arrow) , homogeneously pink foci of edema (green arrow) , and multifocal hemorrhage (red arrow) . In NT, submucosal immune cell accumulation (blue arrow) as well as damages to the respiratory and olfactory epithelium (black arrow) are also indicated. Tissue sections were stained with hematoxylin and eosin (H&E) . The resolution is indicated by the scale bar. D) Representative images of infected cells in NT from index and pre-treated hamsters after the co-housing. Viral nucleocapsid protein (NP) was stained in green by immunofluorescence staining and cell nuclei were stained in blue with DAPI. The scale bar represents 50 μm.

[0092] FIGURES. 8A-D. Amino Acid sequences of various domains of certain embodiments of the antibodies.

[0093] FIGURE 9. Amino acid sequences of H-CDR1-3 and L-CDR-1-3 of certain embodiments of the antibodies.

[0094] FIGURE 10. Neutralization of sera antibodies from a cohort of 12 Omicron breakthrough infection convalescents against pseudotyped WT and 14 variants. Related to Figure 1. The dashed line in each graph indicates 50%neutralization. CU, BA. 2 breakthrough infection convalescents; ZC, BA. 5 breakthrough infection convalescents.

[0095] FIGURE 11. FACS (Fluorescence-activated cell sorting) analysis of antigen-specific immunoglobulin G-positive (IgG+) memory B cells from Omicron breakthrough infection convalescents. A-B FACS sorting of PBMCs from CUs (Sinovac, n = 5; BNT162b2, n = 6) (A)

[0096] and ZC (BNT162b2, n = 1) (B) are shown. PBMCs were sorted into a SARS-CoV-2 RBD / spike-specific CD19+CD27+ IgG+ subset.

[0097] FIGURE 12. Characterization of recovered mAbs from Omicron breakthrough infection convalescent individuals. Related to Figures 1 and 2. Antibodies were subjected to serial nonquantitative dilutions. The binding activity of 172 mAbs to the SARS-CoV-2 spike and different domains was measured by ELISA. Shown is the OD450 nm value of each mAb at the lowest dilution level. The neutralization response is indicated by the dilution factor against Omicron BA. 1 with ≥70%neutralization. The antibody germline gene usage and SHM rates are also summarized.

[0098] FIGURE 13. Epitope mapping of 20 newly identified RBD-specific NAbs as determined by the competition ELISA. Related to Figure 1 and Table S2. The competition results of NAbs in blocking binding of biotinylated antibody targets (S2E12, LY-CoV555, LY-CoV1404 and S2X259) to the WT (D614G) spike trimer are shown by the ratio of area under curve (AUC) difference between targets in the presence of competitors and of competitor-free control, expressed as a percentage. No competitive binding (<35%) , partially competitive binding (35-80%) and totally competitive binding (>80%) are indicated with gradient color. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively.

[0099] FIGURE 14. Quantitative neutralization measurement of 22 newly identified NAbs. Related to Figure 1. A-B Neutralizing activity of 22 NAbs (A) and 5 published antibodies from class I-IV (B) against pseudotyped SARS-CoV-2 WT (D614G) , Alpha, Beta, Gamma and Delta. The dashed line in each graph indicates 50%neutralization.

[0100] FIGURE 15. Quantitative neutralization measurement of 11 newly identified NAbs. Related to Figure 1. A-B Neutralizing activity of 11 NAbs (A) and published antibodies from class I-IV (B) against pseudotyped Omicron BA. 1, BA. 2, BA.  4 / 5 and other sublineages. The dashed line in each graph indicates 50%neutralization.

[0101] FIGURE 16. Binding profile of 22 newly identified NAbs to various spike trimers. A Binding activity of NAbs to WT (D614G) and VOC spike timers as determined by ELISA at serial dilutions. B Summary of EC50 values. The level of activity is indicated according to the color bar. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively. FIGURE 17. Pairwise comparison of VH and VL amino acid sequences of 22 newly identified Nabs and our previously reported bnAb ZCB11. Related to Figure 2. Shown is the percentage of sequence identity, and ranges are indicated according to the color bar below.

[0102] FIGURE 18. Diverse neutralization activity of RBD-specific NAbs against Omicron BA. 1 pseudoviruses with reversed mutations. Related to Figure 3. A Quantitative neutralization measurement of 19 anti-BA. 1 NAbs related to individual reversed mutations. The dashed line in each graph indicates 50%neutralization. B Summary of IC50 values. Ranges are indicated according to the color bar. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively.

[0103] FIGURE 19. Diverse neutralization activity of RBD-specific NAbs against Omicron BA. 2 pseudoviruses with convergent mutations. Related to Figure 3. A Quantitative neutralization measurement of 16 anti-BA. 2 Nabs related to individual mutations. The dashed line in each graph indicates 50%neutralization. B Summary of IC50 values. Ranges are indicated according to the color bar. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively.

[0104] FIGURE 20. Diverse neutralization activity of RBD-specific NAbs against Omicron BA. 4 / 5 pseudoviruses with convergent mutations. Related to Figure 3. A Quantitative neutralization measurement of 16 anti-BA. 4 / 5 Nabs related to individual mutations. The dashed line in each graph indicates 50%neutralization. B Summary of IC50 values. Ranges are indicated according to the color bar. The top three ultrapotent bnAbs are ZCP3B4, ZCP4C9, and ZCP4D5-1, respectively.

[0105] FIGURE 21. Binding kinetics of bNAbs ZCP3B4, ZCP4C9, ZCP4D5-1 and CUP2G3 to

[0106] Omicron BA. 5 spike trimer determined by surface plasmon resonance (SPR) .

[0107] FIGURE 22. Interaction between bnAb ZCP3B4 Fab and Omicron BA. 5 RBD. A Buried surface area (BSA, yellow) of ZCP3B4 viewed from the RBD inner and top faces. B Cartoon of ZCP3B4 variable regions binding RBD. The variable region of heavy chain (VH) , of light chain (VL) and RBD are colored olive, pink and orange, respectively. The interface is zoomed in, and residues involved in the interaction are indicated. Hydrogen bonds are represented by blue dashed lines. FIGURE 23. Interaction between bnAb ZCP4C9 Fab and Omicron BA. 5 RBD. A Buried surface area (BSA, yellow) of ZCP4C9 viewed from the RBD inner and top faces. B Cartoon of ZCP4C9 variable regions binding RBD. The variable region of heavy chain (VH) , of light chain (VL) and RBD are colored light green, light orange and purple, respectively. The interface is zoomed in, and residues involved in the interaction are indicated. Hydrogen bonds are represented by blue dashed lines.

[0108] FIGURE 24. Overview of the participants’s amples included in this study. Related to Figure 1. FIGURE 25. Competition ELISA results of 20 RBD-specific NAbs in blocking binding of biotinylated class I-IV NAbs to the WT (D614G) spike trimer. Related Figure 13. Shown is the area under curve (AUC) of targets in the presence of competitor-free control or competitors. The top three ultrapotent bnAbs are highlighted in red.

[0109] FIGURE 26. Memory B cell-derived IGHV genes of 22 newly identified NAbs. The top three ultrapotent bnAbs are highlighted in red. Related to Figures 1 and 2.

[0110] FIGURE 27. Memory B cell-derived IGKV genes of 22 newly identified NAbs. The top three ultrapotent bnAbs are highlighted in red. Related to Figures 1 and 2.

[0111] FIGURE 28. Statistics of cryo-EM data collection, processing and model refinement. FIGURE 29. Buried surface area (BSA) and epitopes of bnAbs in Omicron BA. 5 RBD.

[0112] Related to Figures 4 and 5.

[0113] BA. 5 mutation sites involved in epitopes (bottom) are highlighted in red.

[0114] 4.1 DEFINITIONS

[0115] In describing the present disclosure, the following terms will be employed, and are intended to be defined as indicated below. In order that the disclosure may be more completely understood, several definitions are set forth below. Such definitions are meant to encompass grammatical equivalents. Unless explained otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs.

[0116] The methods and techniques of the present disclosure are generally performed according to conventional methods well known in the art and as described in various general and more specific references that are cited and discussed throughout the present specification unless otherwise indicated. See, e.g., Sambrook et al. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, second ed., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. (1989) and Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates (1992) , and Harlow and Lane Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. (1990) , incorporated herein by reference. Enzymatic reactions and purification techniques are performed according to manufacturer's specifications, as commonly accomplished in the art or as described herein. The nomenclature used in connection with, and the laboratory procedures and techniques of, analytical chemistry, synthetic organic chemistry, and medicinal and pharmaceutical chemistry described herein are those well-known and commonly used in the art. Standard techniques are used for chemical syntheses, chemical analyses, pharmaceutical preparation, formulation, and delivery, and treatment of patients.

[0117] The term “coronavirus” or “CoV” refers to any virus of the coronavirus family, including but not limited to SARS-CoV-2, MERS-CoV, and SARS-CoV-1. SARS-CoV-2 refers to the newly emerged coronavirus which was identified as the cause of a serious outbreak starting in Wuhan, China, and which has spread throughout the globe. SARS-CoV-2 has also been known as 2019-nCoV and Wuhan coronavirus. It binds via the viral spike protein to human host cell receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) . The spike protein also binds to and is cleaved by TMPRSS2, which activates the spike protein for membrane fusion of the virus.

[0118] The SARS-CoV-2-Spike protein is a 1273 amino acid type I membrane glycoprotein which assembles into trimers that constitute the spikes or peplomers on the surface of the enveloped coronavirus particle. The protein has two essential functions, host receptor binding and membrane fusion, which are attributed to the N-terminal (S1) and C-terminal (S2) halves of the S protein. CoV-S binds to its cognate receptor via a receptor binding domain (RBD) present in the S1 domain. The term “CoV-S” includes protein variants of SARS-CoV-2 spike protein isolated from different CoV isolates, whether identified herein or arising later, as well as recombinant CoV spike protein or a fragment thereof.

[0119] The term “coronavirus infection” , “SARS-CoV-2 infection” , or “CoV infection” refers to infection with a coronavirus such as SARS-CoV-2. The term includes coronavirus respiratory tract infections, often in the lower respiratory tract. Symptoms can include high fever, dry cough, shortness of breath, pneumonia, gastro-intestinal symptoms such as diarrhea, organ failure (kidney failure and renal dysfunction) , septic shock, and death in severe cases.

[0120] The term “monoclonal antibody therapy” refers to a form of immunotherapy that uses monoclonal antibodies (mAbs) to bind monospecifically to certain cells or proteins. The objective is that this treatment will stimulate the patient's immune system to attack those cells. Human monoclonal antibodies (suffix -umab) can be produced using transgenic mice or phage display libraries by transferring human immunoglobulin genes into the murine genome and vaccinating the transgenic mouse against the desired antigen, leading to the production of appropriate monoclonal antibodies. Murine antibodies in vitro are thereby transformed into fully human antibodies. The heavy and light chains of human IgG proteins are expressed in structural polymorphic (allotypic) forms. Human IgG allotype is one of the many factors that can contribute to immunogenicity.

[0121] The term “polypeptide” or “protein” encompasses native or artificial proteins, protein fragments and polypeptide analogs of a protein sequence. A polypeptide may be monomeric or polymeric.

[0122] The term “peptide” refers to a polymer in which the monomers are amino acids and are joined together through amide bonds, alternatively referred to as a peptide. Additionally, unnatural amino acids, for example, β-alanine, phenylglycine and homoarginine are also included. Amino acids that are not nucleic acid-encoded may also be used in the present disclosure. Furthermore, amino acids that have been modified to include reactive groups, glycosylation sites, polymers, therapeutic moieties, biomolecules and the like may also be used in the disclosure. All of the amino acids used in the present disclosure may be either the D-or L-isomer thereof. The L-isomer is generally preferred. In addition, other peptidomimetics are also useful in the present disclosure. As used herein, “peptide” refers to both glycosylated and unglycosylated peptides. Also included are peptides that are incompletely glycosylated by a system that expresses the peptide. For a general review, see, Spatola, A. F., in CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY OF AMINO ACIDS, PEPTIDES AND PROTEINS, B. Weinstein, eds., Marcel Dekker, New York, p. 267 (1983) .

[0123] The term “isolated protein” , “isolated polypeptide” or “isolated antibody” is a protein, polypeptide or antibody that by virtue of its origin or source of derivation (1) is not associated with naturally associated components that accompany it in its native state, (2) is free of other proteins from the same species, (3) is expressed by a cell from a different species, or (4) does not occur in nature. Thus, a polypeptide that is chemically synthesized or synthesized in a cellular system different from the cell from which it naturally originates will be “isolated” from its naturally associated components. A protein may also be rendered substantially free of naturally-associated components by isolation, using protein purification techniques well known in the art. The lower end of the range of purity for the isolated polypeptides is about 60%, about 70%or about 80%and the upper end of the range of purity is about 70%, about 80%, about 90%or more than about 90%.

[0124] When the polypeptides are more than about 90%pure, their purities are also preferably expressed as a range. The lower end of the range of purity is about 90%, about 92%, about 94%, about 96%or about 98%. The upper end of the range of purity is about 92%, about 94%, about 96%, about 98%or about 100%purity. An exemplary “isolated” polypeptide is a polypeptide that is at least about 95%, 98%, 99%or 99.5%pure.

[0125] Purity can be determined by any art-recognized method of analysis (e.g., band intensity on a silver-stained gel, polyacrylamide gel electrophoresis, HPLC, or a similar means) .

[0126] The term “immunoglobulin (Ig) ” refers to immunity conferring glycoproteins of the immunoglobulin superfamily. “Surface immunoglobulins” are attached to the membrane of effector cells by their transmembrane region and encompass molecules such as but not limited to B-cell receptors, T-cell receptors, class I and II major histocompatibility complex (MHC) proteins, beta-2 microglobulin (β2M) , CD3, CD4 and CD8. Typically, the term “antibody” as used herein refers to secreted immunoglobulins which lack the transmembrane region and can thus, be released into the bloodstream and body cavities. Human antibodies are grouped into different isotypes based on the heavy chain they possess. There are five types of human Ig heavy chains denoted by the Greek letters: α, β, γ, and μ. The type of heavy chain present defines the class of antibody, i.e., these chains are found in IgA, IgD, IgE, IgG, and IgM antibodies, respectively, each performing different roles, and directing the appropriate immune response against different types of antigens. Distinct heavy chains differ in size and composition; α and γand comprise approximately 450 amino acids, while β has approximately 550 amino acids (Janeway et al. (2001) Immunobiology, Garland Science) . IgA is found in mucosal areas, such as the gut, respiratory tract and urogenital tract, as well as in saliva, tears, and breast milk and prevents colonization by pathogens (Underdown &Schiff (1986) Annu. Rev. Immunol. 4: 389-417) . IgD mainly functions as an antigen receptor on B cells that have not been exposed to antigens and is involved in activating basophils and mast cells to produce antimicrobial factors (Geisberger et al. (2006) Immunology 118: 429-437; Chen et al. (2009) Nat. Immunol. 10: 889-898) . IgE is involved in allergic reactions via its binding to allergens triggering the release of histamine from mast cells and basophils. IgE is also involved in protecting against parasitic worms (Pier et al. (2004) Immunology, Infection, and Immunity, ASM Press) . IgG provides the majority of antibody-based immunity against invading pathogens and is the only antibody isotype capable of crossing the placenta to give passive immunity to fetus (Pier et al. (2004) Immunology, Infection, and Immunity, ASM Press) . In humans there are four different IgG subclasses (IgG1, 2, 3, and 4) , named in order of their abundance in serum with IgG1 being the most abundant (about 66%) , followed by IgG2 (about 23%) , IgG3 (about 7%) and IgG4 (about 4%) . The biological profile of the different IgG classes is determined by the structure of the respective hinge region. IgM is expressed on the surface of B cells in a monomeric form and in a secreted pentameric form with very high avidity. IgM is involved in eliminating pathogens in the early stages of B cell mediated (humoral) immunity before sufficient IgG is produced (Geisberger et al. (2006) Immunology 118: 429-437) .

[0127] Antibodies are not only found as monomers but are also known to form dimers of two Ig units (e.g., IgA) , tetramers of four Ig units (e.g., IgM of teleost fish) , or pentamers of five Ig units (e.g., mammalian IgM) . Antibodies are typically made of four polypeptide chains comprising two identical heavy chains and identical two light chains which are connected via disulfide bonds and resemble a “Y” -shaped macro-molecule. Each of the chains comprises a number of immunoglobulin domains out of which some are constant domains and others are variable domains. Immunoglobulin domains consist of a 2-layer sandwich of between 7 and 9 antiparallel β-strands arranged in two β-sheets. Typically, the “heavy chain” of an antibody comprises four Ig domains with three of them being constant (CH domains: CH1, CH2, CH3) domains and one of them being a variable domain (V) , with the exception of IgM and IgE which contain one variable (VH) and four constant regions (CH1, CH2, CH3, CH4) . The additional domain (CH2: Cμ2, C∈2) in the heavy chains of IgM and IgE molecules connects the two heavy chains instead of the hinge region contained in other Ig molecules (Perkins et al., (1991) J Mol Biol. 221(4) : 1345-66; Beavil et al., (1995) Biochem 34 (44) : 14449-61; Wan et al., (2002) Nat Immunol. 3 (7) : 681-6) . The “light chain” typically comprises one constant Ig domain (CL) and one variable Ig domain (VL) . Exemplified, the human IgM heavy chain is composed of four Ig domains linked from N-to C-terminus in the order VH-CH1-CH2-CH3-CH4 (also referred to as VH-Cμ1-Cμ2-Cμ3-Cμ4) , whereas the human IgM light chain is composed of two immunoglobulin domains linked from N-to C-terminus in the order VL-CL, being either of the kappa or lambda type (Vκ-Cκ or Vλ-Cλ) .

[0128] Exemplified, the constant chain of human IgM comprises 452 amino acids. Throughout the present specification and claims, the numbering of the amino acid positions in an immunoglobulin are that of the “EU index” as in Kabat, E. A., Wu, T. T., Perry, H. M., Gottesman, K. S., and Foeller, C., (1991) Sequences of proteins of immunological interest, 5th ed. U.S. Department of Health and Human Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md. The “EU index as in Kabat” refers to the residue numbering of the human IgM EU antibody. Accordingly, CH domains in the context of IgM are as follows: “CH1” refers to amino acid positions 118-215 according to the EU index as in Kabat; “CH2” refers to amino acid positions 231-340 according to the EU index as in Kabat; “CH3” refers to amino acid positions 341-446 according to the EU index as in Kabat. “CH4” refers to amino acid positions 447-558 according to the OU index as in Kabat.

[0129] Whilst in human IgA, IgG, and IgD molecules two heavy chains are connected via their hinge region, IgE and IgM antibodies do not comprise such hinge region. Instead, IgE and IgM antibodies possess an additional Ig domain, their CH2 domain, which functions as dimerization domain between two heavy chains. In contrast to rather flexible and linear hinge regions of other antibodies, the CH2 domain of IgE and IgM are composed of two beta sheets stabilized by an intradomain disulfide bond forming a c-type immunoglobulin fold (Bork et al., (1994) J Mol Biol. 242 (4) : 309-20; Wan et al., (2002) Nat Immunol. 3 (7) : 681-6) . Furthermore, the MHD2 and EHD2 domains contain one N-glycosylation site.

[0130] The “IgM heavy chain domain 2” ( “MHD2” ) consists of 111 amino acid residues 12.2 kDa forming a homodimer covalently held together by a disulfide bond formed between cysteine residue 337 of two domains (Davis et al., (1989) EMBO J 8 (9) : 2519-26; Davis &Shulman, (1989) Immunol Today. 10 (4) : 118-22; 127-8) . The domain is further stabilized by an intradomain disulfide bond formed between Cys261 and Cys321. Typically, two MHD2 domains are covalently linked by an interdomain disulfide bond between Cys337. The MHD2 contains an N-glycosylation site at Asn333.

[0131] “Fc” or “Fc region” or “Fc domain” as used herein refers to the polypeptide comprising the constant region of an antibody excluding the first constant region immunoglobulin domain and, in some cases, part of the hinge. Thus, Fc refers to the last two constant region immunoglobulin domains of IgA, IgD, and IgG, the last three constant region immunoglobulin domains of IgE and IgM, and the flexible hinge N-terminal to these domains. For IgA and IgM, Fc may or may not include the J chain. For IgG, the Fc domain comprises immunoglobulin domains Cγ2 and Cγ3 (Cγ2 and Cγ3) and the lower hinge region between Cγ1 (Cγ1) and Cγ2 (Cγ2) . In some embodiments, as is more fully described below, amino acid modifications are made to the Fc region, for example to alter binding to one or more FcγR receptors or to the FcRn receptor. In certain embodiments, the Fc region of the disclosed antibodies comprises specific mutations to improve their properties such as binding and stability of the antibodies.

[0132] As used herein, the term “human antibody” means any antibody in which the variable and constant domain sequences are human sequences. The term encompasses antibodies acquired from and / or enriched from a human sourced starting material, e.g., plasma from a recovered donor infected with SARS-CoV-2.

[0133] A “neutralizing antibody” , an antibody with “neutralizing activity” , “antagonistic antibody” , or “inhibitory antibody” , as used herein, means an antibody capable of preventing, retarding or diminishing replication of the viral target of the antibody. In some embodiments, neutralizing antibodies are effective at antibody concentrations of <0.2 μg / mL. In some embodiments, neutralizing antibodies are effective at antibody concentrations of <0.1 μg / mL. An exemplary neutralizing antibody “neutralizes” a virus (e.g., SARS-CoV-2) if it partly or fully impedes the virus' a bility to infect a cell that, absent the antibody, it would otherwise infect, or if it prevents viral replication within an infected cell. An exemplary neutralizing antibody is one that neutralizes 200 times the tissue culture infectious dose required to infect 50%of cells (200×TCID50) in the presence of the SARS-CoV-2. In some embodiments, neutralizing antibodies are effective at antibody concentrations of <12.5 μg / mL, <3.125 μg / mL, or <0.8 μg / mL. One measure for assessing the neutralization capacity of an antibody (or antigen-binding portion thereof) for inhibiting the ability of a pseudovirus or virus to infect cells involves a dose-response evaluation, which allows for the determination of the concentration of antibody (or antigen-binding portion thereof) required to neutralize 50%of infection (IC50) . IC50 values can be calculated using the methods described in the accompanying Examples.

[0134] The term “TCID50” refers to the amount of virus necessary to infect 50%of cells in tissue culture. 100× and 200× refer to 100 or 200 times the concentration of virus compared to the TCID50. In a TCID50 assay, serial dilutions of a virus are added onto monolayers of cells, and left until a cytopathic effect can be seen. From the resulting dose-response curve, it is possible to determine the accurate TC50 values.

[0135] The term “KD” refers to the equilibrium dissociation constant of a particular protein-ligand interaction.

[0136] The term “enzyme-linked immunosorbent assay” or “ELISA” refers to an assay that uses a solid-phase type of enzyme immunoassay (EIA) to detect the presence of a ligand (commonly a protein) in a liquid sample using antibodies directed against the protein to be measured. For example, antigens from a sample to be tested are attached to a surface of a substrate. Then, a matching antibody is applied over the surface so it can bind the antigen. This antibody is linked to an enzyme and then any unbound antibodies are removed. In the final step, a substance containing the enzyme's substrate is added. If there was binding, the subsequent reaction produces a detectable signal, typically a color change. Because the ELISA can be performed to evaluate either the presence of antigen or the presence of antibody in a sample, it is a useful tool for determining serum antibody concentrations. There are variations of ELISA tests based on how the analytes and antibodies are bonded and used which include Direct ELISA, Sandwich ELISA, Competitive ELISA and Reverse ELISA.

[0137] The term “epitope” includes any protein determinant capable of specific binding to an immunoglobulin or T-cell receptor or otherwise interacting with a molecule. Epitopic determinants generally consist of chemically-active surface groupings of molecules such as amino acids or carbohydrate or sugar side chains and generally have specific three dimensional structural characteristics, as well as specific charge characteristics. An epitope may be “linear” or “conformational. ” In a linear epitope, all of the points of interaction between the protein and the interacting molecule (such as an antibody) occur linearly along the primary amino acid sequence of the protein. In a conformational epitope, the points of interaction occur across amino acid residues on the protein that are separated from one another. An antibody is said to specifically bind an antigen when the dissociation constant is ≤1 mM, preferably ≤100 nM and most preferably ≤10 nM. In certain embodiments, the KD is from about 1 pM to about 500 pM. In some embodiments, the KD is from about 500 pM to about 1 μM. In some embodiments, the KD is from about 1 μM to about 100 nM. In some embodiments, the KD is from about 100 mM to about 10 nM. It is possible to competitively screen antibodies for binding to the same epitope. An approach to achieve this is to conduct cross-competition studies to find antibodies that competitively bind with one another, e.g., the antibodies compete for binding to the antigen.

[0138] Methods for determining the epitope of an antigen-binding protein, e.g., antibody or fragment or polypeptide, include alanine scanning mutational analysis, peptide blot analysis (Reineke (2004) Methods Mol. Biol. 248: 443-63) , peptide cleavage analysis, crystallographic studies and NMR analysis. In addition, methods such as epitope excision, epitope extraction and chemical modification of antigens can be employed (Tomer (2000) Prot. Sci. 9: 487-496) . Another method that can be used to identify the amino acids within a polypeptide with which an antigen-binding protein (e.g., antibody or fragment or polypeptide) interacts is hydrogen / deuterium exchange detected by mass spectrometry. In general terms, the hydrogen / deuterium exchange method involves deuterium-labeling the protein of interest, followed by binding the antigen-binding protein, e.g., antibody or fragment or polypeptide, to the deuterium-labeled protein. Next, the CoV-S protein / antigen-binding protein complex is transferred to water and exchangeable protons within amino acids that are protected by the antibody complex undergo deuterium-to-hydrogen back-exchange at a slower rate than exchangeable protons within amino acids that are not part of the interface. As a result, amino acids that form part of the protein / antigen-binding protein interface may retain deuterium and therefore exhibit relatively higher mass compared to amino acids not included in the interface. After dissociation of the antigen-binding protein (e.g., antibody or fragment or polypeptide) , the target protein is subjected to protease cleavage and mass spectrometry analysis, thereby revealing the deuterium-labeled residues which correspond to the specific amino acids with which the antigen-binding protein interacts. See, e.g., Ehring (1999) Analytical Biochemistry 267: 252-259; Engen and Smith (2001) Anal. Chem. 73: 256A-265A.

[0139] As used herein, certain binding molecules are “dimeric, ” and include two bivalent binding units that include IgA constant regions or multimerizing fragments thereof. Certain binding molecules provided in this disclosure are “pentameric” or “hexameric, ” and include five or six bivalent binding units that include IgM constant regions or multimerizing fragments thereof. A binding molecule, e.g., an antibody or antibody-like molecule, comprising two or more, e.g., two, five, or six binding units, is referred to herein as “multimeric. ”

[0140] The term “fusion protein” or “fused protein” , as used interchangeably herein, refers to a protein coded by a single gene and the single gene is made up of coding sequences that originally coded for at least two or more separate proteins. A fusion protein may retain the one or more functional domains of the two or more separate proteins. Part of the coding sequence for a fusion protein may code for an epitope tag. In certain embodiments, antibodies, or antigen binding portions thereof, may be present within a fusion protein.

[0141] A “disease” is a state of health of a subject wherein the subject cannot maintain homeostasis, and wherein if the disease is not ameliorated then the subject's health continues to deteriorate. An exemplary disease is infection by SARS-CoV-2 (COVID) or a symptom caused by such infection.

[0142] The term “pharmaceutically acceptable carrier” includes solvents, dispersion media, coatings, antibacterial and antifungal agents, isotonic and absorption delaying agents, and the like that are physiologically compatible. Some examples of pharmaceutically acceptable carriers are water, saline, phosphate buffered saline, dextrose, glycerol, ethanol and the like, as well as combinations thereof. In many cases, it will be preferable to include isotonic agents, for example, sugars, polyalcohols such as mannitol, sorbitol, amino acids (e.g., glycine, proline, etc. ) , or sodium chloride in the composition. Additional examples of pharmaceutically acceptable substances are wetting agents or minor amounts of auxiliary substances such as wetting or emulsifying agents, preservatives or buffers, which enhance the shelf life or effectiveness of the antibody. Compositions comprising such carriers are formulated by well-known conventional methods. Exemplary formulations of the disclosure include one, two, or more, different amino acids. In an exemplary embodiment, the presence of the amino acid (s) improves the stability of the antibodies, even at high concentrations at which the antibody is typically not stable in formulations absent the amino acid (s) . In various embodiments, the carrier is selected to provide a “stable pharmaceutical formulation. ”

[0143] The term “stable formulation” such as “stable pharmaceutical formulation” as used in connection with the formulations described herein denotes, without limitation, a formulation, which preserves its physical stability / identity / integrity and / or chemical stability / identity / integrity and / or biological activity / identity / integrity during manufacturing, storage and administration. Various analytical techniques for evaluating protein stability are available in the art and reviewed in Reubsaet, et al. (1998) J Pharm Biomed Anal 17 (6-7) : 955-78 and Wang, W. (1999) Int J Pharm 185 (2) : 129-88. Stability can be evaluated by, for example, without limitation, storage at selected climate conditions for a selected time period, by applying mechanical stress such as shaking at a selected shaking frequency for a selected time period, by irradiation with a selected light intensity for a selected period of time, or by repetitive freezing and thawing at selected temperatures. The stability may be determined by, for example, at least one of the methods selected from the group consisting of visual inspection, SDS-PAGE, IEF, size exclusion liquid chromatography (SEC-HPLC) , reversed phase liquid chromatography (RP-HPLC) , ion-exchange HPLC, capillary electrophoresis, light scattering, particle counting, turbidity, RFFIT, and kappa / lambda ELISA, without limitation. Exemplary characteristics of use with visual inspection include turbidity and aggregate formation.

[0144] In an embodiment, a formulation is considered stable when the protein in the formulation (1) retains its physical stability, (2) retains its chemical stability and / or (3) retains its biological activity. In certain embodiment, the formulation of the present disclosure may be in a dry powder form.

[0145] A protein may be said to “retain its physical stability” in a formulation if, for example, without limitation, it shows no signs of aggregation, precipitation and / or denaturation upon visual examination of color and / or clarity, or as measured by UV light scattering or by size exclusion chromatography (SEC) or electrophoresis, such as with reference to turbidity or aggregate formation.

[0146] A protein may be said to “retain its chemical stability” in a formulation, if, for example, without limitation, the chemical stability at a given time is such that there is no significant modification of the protein by bond formation or cleavage resulting in a new chemical entity. In a further embodiment, chemical stability can be assessed by detecting and quantifying chemically altered forms of the protein. Chemical alteration may involve, example, without limitation, size modification (e.g., clipping) which can be evaluated using size exclusion chromatography, SDS-PAGE and / or matrix-assisted laser desorption ionization / time-of-flight mass spectrometry (MALDI / TOF MS) . Other types of chemical alteration include, for example, without limitation, charge alteration (e.g. occurring as a result of deamidation) , which can be evaluated by ion-exchange chromatography, for example. Oxidation is another commonly seen chemical modification.

[0147] In an embodiment, a protein may be said to “retain its biological activity” relative to native unmodified protein in a pharmaceutical formulation, if, for example, without limitation, the biological activity of the protein, at a given time is from about 50%to about 200%, or alternatively from about 60%to about 170%, or alternatively from about 70%to about 150%, or alternatively from about 80%to about 125%, or alternatively from about 90%to about 110%, of the biological activity exhibited at the time the formulation was prepared as determined, e.g., in an antigen binding assay or virus neutralization assay. In a further embodiment, a protein may be said to “retain its biological activity” in a pharmaceutical formulation, if, for example, without limitation, the biological activity of the protein, at a given time is at least 1%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%or 100%.

[0148] In one embodiment, a stable pharmaceutical formulation contains one or more proteins and at least one amino acid selected based on the amino acid's ability to increase the stability of the protein and / or reduce solution viscosity. In one embodiment, the amino acid contains a positively charged side chain, such as R, H, and K. In some embodiments, the amino acid contains a negatively charged side chain, such as D and E. In some embodiments, the amino acid contains a hydrophobic side chain, such as A, F, I, L, M, V, W, and Y. In some embodiments, the amino acid contains a polar uncharged side chain, such as S, T, N, and Q. In some embodiments, the amino acid does not have a side chain, i.e., G. In one embodiment, the amino acid is any one of A, N, D, Q, E, I, L, K, F, P, S, T, W, Y, or V.

[0149] As used herein, the term “amino acid” refers to either natural and / or unnatural or synthetic amino acids.

[0150] “Linker” , or grammatical equivalents thereof, as used herein, means a linker joining two or more amino acids, or two or more peptides together. As is more fully described below, generally, there are a number of suitable linkers that can be used, including traditional peptides, produced by chemical synthetic methods or generated by recombinant techniques.

[0151] “Modified” or “modification” , as used herein, means an amino acid substitution, insertion, and / or deletion in a polypeptide sequence or an alteration to a moiety chemically linked to a polypeptide. For example, a modification may be an altered carbohydrate or PEG structure attached to a polypeptide. For clarity, unless otherwise noted, the amino acid modification is always applied to an amino acid coded by DNA, e.g., the 20 amino acids that have codons in DNA and RNA.

[0152] “Conservative substitutions” will produce molecules having functional and chemical characteristics similar to those of the molecule from which such modifications are made. For example, a “conservative amino acid substitution” may involve a substitution of an amino acid residue with another residue such that there is little or no effect on the polarity or charge of the amino acid residue at that position. Desired amino acid substitutions (whether conservative or non-conservative) can be determined by those skilled in the art. For example, amino acid substitutions can be used to identify important residues of the molecule sequence, or to increase or decrease the affinity of the molecules described herein. Variants comprising one or more conservative amino acid substitutions can be prepared according to methods for altering polypeptide sequence known to one of ordinary skill in the art such as are found in references which compile such methods, e.g. Molecular Cloning: A Laboratory Manual, J. Sambrook, et al., eds., Second Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y., 1989, or Current Protocols in Molecular Biology, F. M. Ausubel, et al., eds., John Wiley &Sons, Inc., New York. Conservative substitutions of amino acids include substitutions made amongst amino acids within the following groups: (a) M, I, L, V; (b) F, Y, W; (c) K, R, H; (d) A, G; (e) S, T; (f) Q, N; and (g) E, D.

[0153] “Amino acid insertion” or “insertion” , as used herein, means the addition of an amino acid sequence at a particular position in a parent polypeptide sequence.

[0154] “Amino acid deletion” or “deletion” , as used herein, means the removal of an amino acid sequence at a particular position in a parent polypeptide sequence.

[0155] “Fused” , as used herein, means the components (e.g., a polypeptide and a tag) are linked by covalent bonds, either directly or indirectly via linkers.

[0156] The polypeptides of the present disclosure are generally recombinant. “Recombinant” means the polypeptides are generated using recombinant nucleic acid techniques in exogenous host cells.

[0157] “Specific binding” or “specifically binds to” , as used herein, means binding that is measurably different from a non-specific interaction. Specific binding can be measured, for example, by determining binding of a molecule compared to binding of a control molecule, which generally is a molecule of similar structure that does not have binding activity. For example, specific binding can be determined by competition with a control molecule that is similar to the target.

[0158] The term “expression” refers to transcription of a polynucleotide from a DNA template, resulting in, for example, an mRNA or other RNA transcript (e.g., non-coding, such as structural or scaffolding RNAs) . The term further refers to the process through which transcribed mRNA is translated into peptides, polypeptides, or proteins. Transcripts and encoded polypeptides may be referred to collectively as “gene product. ” Expression may include splicing the mRNA in a eukaryotic cell, if the polynucleotide is derived from genomic DNA.

[0159] The term “immunoassay” refers to a biochemical test that measures the presence or concentration of a substance in a sample, such as a biological sample. It is common to use the reaction of an antibody to its cognate antigen, for example the specific binding of an antibody to a protein. Both the presence of antigen and the amount of antigen present can be measured. The presence and amount (i.e., abundance) of the protein can be determined or measured. Measuring the quantity of antigen (such as a biomarker) can be achieved by a variety of methods. A common method is to label either the antigen or antibody with a detectable label (e.g., a fluorescent tag, enzymatic linkage or radioactive isotope) .

[0160] “Lateral flow assay, ” “lateral flow immunoassay” or “LFA” refers to a diagnostic device used to confirm the presence or absence of a target analyte. LFA-based tests often use a paper-based platform for the detection and quantification of analytes, where the sample is placed on a test device and the results are displayed within 5-30 minutes. LFA-based tests are widely used in hospitals and clinical laboratories for the qualitative and quantitative detection of specific antigens and antibodies, as well as products of gene amplification. The principle behind the LFA is relatively simple. A liquid sample (or its extract) containing the analyte of interest moves via capillary action (i.e., without the assistance of external forces) through various zones of polymeric strips, on which molecules that can interact with the analyte are attached. A typical lateral flow test strip has overlapping membranes that are mounted on a backing card.

[0161] The term “target analyte” or “analyte” refers to a molecule, compound or particle to be detected. Target analytes bind to binding ligands (both capture and soluble binding ligands) . In some embodiments, the target analyte is a virus, such as SARS-CoV-2 as described herein.

[0162] The term “substrate” or “solid support” refers to a material that can be modified to contain discrete individual sites appropriate for the attachment or association of capture ligands. Suitable substrates include metal surfaces such as gold, electrodes, glass (including modified or functionalized glass) , fiberglass, resins, silica or silica-based materials, carbon, metals, inorganic glasses and other polymers.

[0163] In some embodiments, reduced expression of the target polynucleotide sequence is observed. The terms “decrease, ” “reduced, ” “reduction, ” and “decrease” are all used herein generally to mean a decrease by a statistically significant amount. However, for avoidance of doubt, “decrease, ” “reduced, ” “reduction, ” “decrease” means a decrease by at least 10%as compared to a reference level, for example a decrease by at least about 20%, or at least about 30%, or at least about 40%, or at least about 50%, or at least about 60%, or at least about 70%, or at least about 80%, or at least about 90%or up to and including a 100%decrease (i.e. absent level as compared to a reference sample) , or any decrease from about 10-100%as compared to a reference level.

[0164] The terms “increased” , “increase” or “enhance” or “activate” are all used herein to generally mean an increase by a statically significant amount; for the avoidance of any doubt, the term “increased” , “increase” or “enhance” or “activate” means an increase of at least 10%as compared to a reference level, for example an increase of at least about 10%, or at least about 20%, or at least about 30%, or at least about 40%, or at least about 50%, or at least about 60%, or at least about 70%, or at least about 80%, or at least about 90%or up to and including a 100%increase or any increase from about 10-100%as compared to a reference level, or at least about a 2-fold, or at least about a 3-fold, or at least about a 4-fold, or at least about a 5-fold or at least about a 10-fold increase, or any increase from about 2-fold to about 10-fold or greater as compared to a reference level.

[0165] The terms “inactivate” and “inactivation” are used herein to generally mean that the expression of a gene of interest is reduced as compared to a reference level or not expressed in a functional or active protein form. The terms “partially inactivate” and “partial inactivation” refer to an expression of the gene of interest that is reduced but not eliminated as compared to a reference level, or that a percentage of the proteins expressed by the gene still retain their activity and function. The terms “fully inactivate” and “full inactivation” as used herein mean that the gene of interest does not express any protein, or all of the expressed proteins encoded by the gene of interest are inactive and nonfunctional.

[0166] The terms “inhibitors, ” “activators, ” and “modulators” refer to agents that affect a function or expression of a biologically-relevant molecule. The term “modulator” includes both inhibitors and activators. They may be identified using in vitro and in vivo assays for expression or activity of a target molecule. In some cases, “inhibitors” are agents that, e.g., inhibit expression or bind to target molecules or proteins. They may partially or totally block stimulation or have protease inhibitor activity. They may reduce, decrease, prevent, or delay activation, including inactivation, desensitization, or down regulation of the activity of the described target protein. Modulators may be antagonists or agonists of the target molecule or protein. In some cases, “activators” are agents that, e.g., induce or activate the function or expression of a target molecule or protein. They may bind to, stimulate, increase, open, activate, or facilitate the target molecule activity. Activators may be agonists of the target molecule or protein.

[0167] The terms “subject” , “host” , “patient” and “individual” are used interchangeably herein, and refer to an animal, for example, a human from whom cells can be obtained and / or to whom treatment, including prophylactic treatment, is provided. For treatment of those infections, conditions or disease states which are specific for a specific animal such as a human subject, the term subject refers to that specific animal. The terms “non-human animals” and “non-human mammals” as used interchangeably herein, include mammals such as rats, mice, rabbits, sheep, cats, dogs, cows, pigs, and non-human primates. The term “subject” also encompasses any vertebrate including but not limited to mammals, reptiles, amphibians and fish. However, advantageously, the subject is a mammal such as a human, or other mammals such as a domesticated mammal, e.g. dog, cat, horse, and the like, or production mammal, e.g. cow, sheep, pig, and the like.

[0168] “Percent (%) amino acid sequence identity” or “amino acid sequence with percent (%) identity” with respect to a protein sequence is defined as the percentage of amino acid residues in a candidate sequence that are identical with the amino acid residues in the specific (parental) sequence, after aligning the sequences and introducing gaps, if necessary, to achieve the maximum percent sequence identity, and not considering any conservative substitutions as part of the sequence identity.

[0169] Alignment for purposes of determining percent amino acid sequence identity can be achieved in various ways that are within the skill in the art, for instance, using publicly available computer software such as BLAST, BLAST-2, ALIGN or Megalign (DNASTAR) software. Those skilled in the art can determine appropriate parameters for measuring alignment, including any algorithms needed to achieve maximal alignment over the full length of the sequences being compared. The degree of identity between an amino acid sequence of the present disclosure (“disclosure sequence” ) and the parental amino acid sequence is calculated as the number of exact matches in an alignment of the two sequences, divided by the length of the “disclosure sequence” , or the length of the parental sequence, whichever is the shortest. The result is expressed in percent identity.

[0170] The term “vaccination” or “vaccinate” means administration of a vaccine that can elicit an immune response or confer immunity from a disease.

[0171] The term “J-chain” refers to an acidic 15-kDa polypeptide, which is associated with pentameric IgM and dimeric IgA via disulfide bonds involving the penultimate cysteine residue in the 18-amino acid secretory tail-piece (tp) at the C-terminus of the IgM β or IgA a heavy chain. The three disulfide bridges are formed between Cys 12 and 100, Cys 71 and 91, and Cys 108 and 133, respectively. See, e.g. Frutiger et al. 1992, Biochemistry 31, 12643-12647.

[0172] Structural requirements for incorporation of the J-chain into human IgM and IgA and for polymeric immunoglobulin assembly and association with the J-chain are reported by Sorensen et al. 2000, Int. Immunol. 12 (1) : 19-27 and Yoo et al. 1999, 1 Biol. Chem. 274 (47) : 33771-33777, respectively. Recombinant production of soluble J-chain in E coli is reported by Redwan et al. 2006, Human Antibodies 15: 95-102.

[0173] The term “adjuvant” refers to agents that augment, stimulate, activate, potentiate, or modulate the immune response to the active ingredient of the composition at either the cellular or humoral level, e.g. immunologic adjuvants stimulate the response of the immune system to the actual antigen, but have no immunological effect themselves. Adjuvants are used to accomplish three objectives: (1) they slow the release of antigens from the injection site; (2) they stimulate the immune system; and (3) the addition of an adjuvant may permit the use of a smaller dose of antigen to stimulate a similar immune response, thereby reducing the production cost of the vaccine. Examples of such adjuvants include but are not limited to inorganic adjuvants (e.g. inorganic metal salts such as aluminium phosphate or aluminium hydroxide) , organic adjuvants (e.g. saponins or squalene) , oil-based adjuvants (e.g. Freund's complete adjuvant and Freund's incomplete adjuvant) , cytokines (e.g. IL-1p, IL-2, IL-7, IL-12, IL-18, GM-CFS, and INF-y) particulate adjuvants (e.g. immuno-stimulatory complexes (ISCOMS) , liposomes, or biodegradable microspheres) , virosomes, bacterial adjuvants (e.g. monophosphoryl lipid A, or muramyl peptides) , synthetic adjuvants (e.g. non-ionic block copolymers, muramyl peptide analogues, or synthetic lipid A) , or synthetic polynucleotides adjuvants (e.g. polyarginine or polylysine) .

[0174] The term “administering” or “administered” means, intravenous, intranasal, intraperitoneal, intramuscular, intralesional, or subcutaneous administration, intrathecal administration, or instillation into a surgically created pouch or surgically placed catheter or device to the subject.

[0175] The term “prevent, ” “preventing, ” or “prevention” refers to a prophylactic treatment of a subject who is not and was not previously infected with a disease but is at risk of developing the disease or who was previously infected with a disease, and is at risk of regression of the disease. In certain embodiments, the subject is at a higher risk of developing the disease or at a higher risk of regression of the disease than an average healthy member of a population of subjects.

[0176] Alternatively, when prevention is not possible, therapeutic intervention for inhibiting progression of the disease state (COVID) is contemplated (see “treating” infra) .

[0177] The terms “condition, ” “disease, ” and “disorder” are used interchangeably.

[0178] The term “unit dosage form” refers to physically discrete units suitable as unitary dosages for human subjects and other mammals, each unit containing a predetermined quantity of active material calculated to produce the desired therapeutic effect, in association with a suitable pharmaceutical excipient. The unit dosage forms may be administered once or multiple unit dosages may be administered, for example, throughout an organ, or solid tumor.

[0179] An “effective amount” of a compound described herein refers to an amount sufficient to elicit the desired biological response. An effective amount of a compound described herein may vary depending on such factors as the desired biological endpoint, the pharmacokinetics of the compound, the condition being treated, the mode of administration, and the age and health of the subject. In certain embodiments, an effective amount is a therapeutically effective amount. In certain embodiments, an effective amount is a prophylactically effective amount. In certain embodiments, an effective amount is the amount of a compound or pharmaceutical composition described herein in a single dose. In certain embodiments, an effective amount is the combined amounts of a compound or pharmaceutical composition described herein in multiple doses.

[0180] A “therapeutically effective amount” of a compound described herein is an amount sufficient to provide a therapeutic benefit in the treatment of a condition or to delay or minimize one or more symptoms associated with the condition. A therapeutically effective amount of a compound means an amount of therapeutic agent, alone or in combination with other therapies, which provides a therapeutic benefit in the treatment of the condition. The term “therapeutically effective amount” can encompass an amount that improves overall therapy, reduces or avoids symptoms, signs, or causes of the condition, and / or enhances the therapeutic efficacy of another therapeutic agent.

[0181] A “prophylactically effective amount” of a compound described herein is an amount sufficient to prevent a condition, or one or more symptoms associated with the condition or prevent its recurrence. A prophylactically effective amount of a compound means an amount of a therapeutic agent, alone or in combination with other agents, which provides a prophylactic benefit in the prevention of the condition. The term “prophylactically effective amount” can encompass an amount that improves overall prophylaxis or enhances the prophylactic efficacy of another prophylactic agent.

[0182] As used herein, “reducing the likelihood” of a human subject becoming symptomatic of a SARS-CoV-2 infection includes, without limitation, reducing such likelihood by at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40%, at least 50%, at least 60%, at least 70%, at least 80%, at least 90%, or at least 95%. In various embodiments, these percentages are relevant to the likelihood of infection in a similar subject having had or likely to have similar exposure as the subject to whom the prophylactically effective amount of a pharmaceutical formulation of the disclosure is administered. Preferably, reducing the likelihood of a human subject becoming symptomatic of a SARS-CoV-2 infection means preventing the subject from becoming symptomatic of a SARS-CoV-2 infection.

[0183] In an exemplary embodiment, the subject administered a prophylactically effective amount of the pharmaceutical formulation of the disclosure is at risk of being exposed to SARS-CoV-2. As used herein, an event wherein a subject is “at risk of being exposed” to SARS-CoV-2 includes, without limitation, an event wherein the subject may come into close contact with aerosols derived from tissue or secretions (e.g., the mucous membrane secretions) of infected animals, including infected human subjects.

[0184] In an exemplary embodiment, the subject has or may have recently been exposed to SARS-CoV-2. As used herein, a subject who “has or may have recently been exposed to” SARS-CoV-2 includes, for example, a subject who experienced a high risk event (e.g., one in which he / she may have come into close contact with tissue or aerosols derived from the tissue of infected animals, including infected human subjects) within the past month, three weeks, two weeks, one week, five days, four days, three days, two days or 24 hours.

[0185] As used herein, a human subject is “symptomatic” of a SARS-CoV-2 infection if the subject shows one or more symptoms known to appear in a SARS-CoV-2-infected human subject after a suitable incubation period. Such symptoms include, without limitation, detectable SARS-CoV-2 in the subject, and those symptoms shown by patients afflicted with SARS-CoV-2. SARS-CoV-2-related symptoms include, without limitation, respiratory distress, hypoxia, difficulty breathing (dyspnea) , cardiovascular collapse, arrhythmia (e.g., atrial fibrillation, tachycardia, bradycardia) , fatigue, altered mental status (including confusion) , cough, fever, chills, abnormal blood coagulation events, myalgia, loss of smell and / or taste, loss of appetite, nausea, red / watery eyes, dizziness, stomach-ache, rash, sneezing, sputum / phlegm, and runny nose.

[0186] As used herein, “treating” a subject infected with SARS-CoV-2 and symptomatic of that infection includes, (i) slowing, stopping or reversing the progression of one or more of the symptoms, (ii) slowing, stopping or reversing the progression of illness underlying such symptoms, (iii) reducing or eliminating the likelihood of the symptom's recurrence, and / or (iv) slowing the progression of, lowering or eliminating the infection. In one exemplary embodiment, treating a subject infected with SARS-CoV-2 and symptomatic of that infection includes (i) reversing the progression of one or more of the symptoms, (ii) reversing the progression of illness underlying such symptoms, (iii) preventing the recurrence of a symptom or symptoms, and / or (iv) eliminating the infection. The progress of treating a subject infected with SARS-CoV-2 and symptomatic of that infection can be measured according to a number of clinical endpoints. These include lower or negative viral titer (also known as viral load) and the amelioration or elimination of one or more SARS-CoV-2 symptoms. In addition, “treating” may result in regression or elimination or inhibiting the need for supplemental oxygen, the need for mechanical breathing assistance, or any other COVID-19 symptom that requires the patient to be hospitalized. Symptoms that may require hospitalization include a number of more severe SARS-CoV-2-related symptoms defined above. In various embodiments, the disclosure provides for treatment of subjects who are infected with SARS-CoV-2 and have no limiting symptoms from this infection.

[0187] In an exemplary embodiment, treating reduces the risk of mortality of the subject. In some embodiments, treatment results in shortened time of recovery.

[0188] In one embodiment, the progress of treating a subject infected with SARS-CoV-2 and symptomatic of that infection can be measured by using RNA PCR to test for lower or negative viral titer in total lung tissue and / or sputum.

[0189] In certain embodiments, treatment results in one or more desirable clinical results including reduction of risk of mortality, and / or shortened time to recovery from an active SARS-CoV-2 infection.

[0190] The term “nucleic acid” includes RNA or DNA molecules having more than one nucleotide in any form including single-stranded, double-stranded, oligonucleotide or polynucleotide.

[0191] The terms “vector” and “plasmid” are used interchangeably and as used herein refer to a polynucleotide vehicle to introduce genetic material into a cell. Vectors can be linear or circular. Vectors can integrate into a target genome of a host cell or replicate independently in a host cell. Vectors can comprise, for example, an origin of replication, a multicloning site, and / or a selectable marker. An expression vector typically comprises an expression cassette. Vectors and plasmids include, but are not limited to, integrating vectors, prokaryotic plasmids, eukaryotic plasmids, plant synthetic chromosomes, episomes, viral vectors, cosmids, and artificial chromosomes. The term “vector” also includes both viral and nonviral means for introducing a nucleic acid molecule into a cell in vitro, in vivo, or ex vivo. Vectors may be introduced into the desired host cells by well-known methods, including, but not limited to, transfection, transduction, cell fusion, and lipofection. Vectors can comprise various regulatory elements including promoters.

[0192] Reference will now be made in detail to implementation of exemplary embodiments of the present disclosure. Those of ordinary skill in the art will understand that the following detailed description is illustrative only and it is not intended to be in any way limiting. The embodiments of the present disclosure will readily suggest themselves to such skilled persons having benefit of this disclosure.

[0193] In the interest of clarity, not all of the routine features of the implementations described herein are shown and described. It will be appreciated that, in the development of any such actual implementation, numerous implementation-specific decisions are made in order to achieve the developer's specific goals, such as compliance with application-and business-related constraints, and that these specific goals will vary from one implementation to another and from one developer to another. Moreover, it will be appreciated that such a development effort might be complex and time-consuming but would nevertheless be a routine undertaking of engineering for those of ordinary skill in the art having the benefit of this disclosure.

[0194] Many modifications and variations of the exemplary embodiments set forth in this disclosure are made without departing from the spirit and scope of the exemplary embodiments, as will be apparent to those skilled in the art. The specific exemplary embodiments described herein are offered by way of example only, and the disclosure is to be limited only by the terms of the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled.5.DETAILED DESCRIPTION

[0195] The evolving human memory B cell responses to newly emerged SARS-CoV-2 Omicron sublineages remains incompletely investigated. Here, we report a new panel of broadly NAbs (bnAbs) arising from Omicron breakthrough infections. Two lead bnAbs neutralized major Omicron subvariants including JN. 1 and KP. 2 with IC50 values less than 10 ng / mL, representing ultrapotent receptor binding domain (RBD) -specific novel class I bnAbs. The lead bnAbs evolved from the public B-cell clonotypes IGHV3-53 / 3-66 instead of vaccine-induced IGHV1-58 / IGKV3-20 encoding bnAb ZCB11. Structural analysis revealed somatic mutations in heavy chain complementarity determining region 2 (CDR-H2) common motif and CDR-H3, strengthening hydrophilic and / or hydrophobic interactions with RBD for ultrapotent ACE-2 blockade. The lead bnAb ZCP3B4 not only protected hamsters intranasally challenged with BA. 5. 2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 but also prevented their contact transmission. These results demonstrated the exceptional potency of novel class I bnAbs capable of preventing contact transmission of recent SARS-CoV-2 variants.

[0196] 5.1 Virus

[0197] The present disclosure includes methods for treating or preventing a viral infection in a subject. The term “virus” includes any virus whose infection in the body of a subject is treatable or preventable by administration of an anti-CoV-2 antibody or antigen-binding fragment thereof (e.g., wherein infectivity of the virus is at least partially dependent on CoV-2) . In an embodiment of the disclosure, a “virus” is any virus that expresses spike protein (e.g., CoV-2) . The term “virus” also includes a CoV-2-dependent respiratory virus which is a virus that infects the respiratory tissue of a subject (e.g., upper and / or lower respiratory tract, trachea, bronchi, lungs) and is treatable or preventable by administration of an anti-CoV-2 antibody or antigen-binding fragment thereof. For example, in an embodiment of the disclosure, virus includes coronavirus, SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) , SARS-CoV-1 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 1) , and MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome (MERS) coronavirus) . Coronaviruses can include the genera of alphacoronaviruses, betacoronaviruses, gammacoronaviruses, and deltacoronaviruses. In some embodiments, the antibodies or antigen-binding fragments provided herein can bind to and / or neutralize an alphacoronavirus, a betacoronavirus, a gammacoronavirus, and / or a deltacoronavirus. In certain embodiments, this binding and / or neutralization can be specific for a particular genus of coronavirus or for a particular subgroup of a genus. “Viral infection” refers to the invasion and multiplication of a virus in the body of a subject.

[0198] Coronavirus virions are spherical with diameters of approximately 125 nm. The most prominent feature of coronaviruses is the club-shape spike projections emanating from the surface of the virion. These spikes are a defining feature of the virion and give them the appearance of a solar corona, prompting the name, coronaviruses. Within the envelope of the virion is the nucleocapsid. Coronaviruses have helically symmetrical nucleocapsids, which is uncommon among positive-sense RNA viruses, but far more common for negative-sense RNA viruses. SARS-CoV-2, MERS-CoV, and SARS-CoV-1 belong to the coronavirus family. The initial attachment of the virion to the host cell is initiated by interactions between the S protein and its receptor. The sites of receptor binding domains (RBD) within the S1 domain of a coronavirus S protein vary depending on the virus, with some having the RBD at the C-terminus of S1. The S-protein / receptor interaction is the primary determinant for a coronavirus to infect a host species and also governs the tissue tropism of the virus. Many coronaviruses utilize peptidases as their cellular receptor. Following receptor binding, the virus must next gain access to the host cell cytosol.

[0199] 5.2 Antibody

[0200] Accordingly, the disclosure provides a pharmaceutical composition comprising an anti-CoV-2 antibody. The antibodies of the disclosure are specific for the spike protein of SARS-CoV-2 as more fully outlined herein and below.

[0201] As is discussed below, the term “antibody” is used generally. Antibodies that find use in the present disclosure can take on a number of formats as described herein, including traditional antibodies as well as antibody derivatives, fragments and mimetics, described below. In general, the term “antibody” includes any polypeptide that includes at least one antigen binding domain, as more fully described below. Antibodies may be polyclonal, monoclonal, xenogeneic, allogeneic, syngeneic, or modified forms thereof, as described herein, with monoclonal antibodies finding particular use in many embodiments. In some embodiments, antibodies of the disclosure bind specifically or substantially specifically to CoV-2. The terms “monoclonal antibodies” and “monoclonal antibody composition” , as used herein, refer to a population of antibody molecules that contain only one species of an antigen-binding site capable of immunoreacting with a particular epitope of an antigen, whereas the term “polyclonal antibodies” and “polyclonal antibody composition” refer to a population of antibody molecules that contain multiple species of antigen-binding sites capable of interacting with a particular antigen. A monoclonal antibody composition, typically displays a single binding affinity for a particular antigen with which it immunoreacts.

[0202] Traditional full-length antibody structural units typically comprise a tetramer. Each tetramer is typically composed of two identical pairs of polypeptide chains, each pair having one “light” (typically having a molecular weight of about 25 kDa) and one “heavy” chain (typically having a molecular weight of about 50-70 kDa) . Human light chains are classified as kappa and lambda light chains. The present disclosure is directed to the IgG class, which has several subclasses, including, but not limited to IgG1, IgG2, IgG3, and IgG4. Thus, “isotype” as used herein is meant any of the subclasses of immunoglobulins defined by the chemical and antigenic characteristics of their constant regions. While the exemplary antibodies herein are based on IgG2 heavy constant regions, the anti-CoV-2 antibodies of the disclosure include those using IgG1, IgG3 and IgG4 sequences, or combinations thereof. For example, as is known in the art, different IgG isotypes have different effector functions which may or may not be desirable.

[0203] Accordingly, the antibodies of the disclosure can also swap out the IgG2 constant domains for IgG1, IgG3 or IgG4 constant domains.

[0204] The amino-terminal portion of each chain includes a variable region of about 100 to 110 or more amino acids primarily responsible for antigen recognition, generally referred to in the art and herein as the “Fv domain” or “Fv region” . In the variable region, three loops are gathered for each of the V domains of the heavy chain and light chain to form an antigen-binding site. Each of the loops is referred to as a complementarity-determining region (hereinafter referred to as a “CDR” ) , in which the variation in the amino acid sequence is most significant. “Variable” refers to the fact that certain segments of the variable region differ extensively in sequence among antibodies. Variability within the variable region is not evenly distributed. Instead, the V regions consist of relatively invariant stretches called framework regions (FRs) of 15-30 amino acids separated by shorter regions of extreme variability called “hypervariable regions” .

[0205] Each VH and VL is composed of three hypervariable regions ( “complementary determining regions, ” “CDRs” ) and four FRs, arranged from amino-terminus to carboxy-terminus in the following order: FR1-CDR1-FR2-CDR2-FR3-CDR3-FR4.

[0206] The hypervariable region generally encompasses amino acid residues from about amino acid residues 24-34 (LCDR1; “L” denotes light chain) , 50-56 (LCDR2) and 89-97 (LCDR3) in the light chain variable region and around about 31-35 (HCDR1; “H” denotes heavy chain) , 50-65 (HCDR2) , and 95-102 (HCDR3) in the heavy chain variable region, although sometimes the numbering is shifted slightly as will be appreciated by those in the art; Kabat et al., SEQUENCES OF PROTEINS OF IMMUNOLOGICAL INTEREST, 5 th Ed. Public Health Service, National Institutes of Health, Bethesda, Md. (1991) and / or those residues forming a hypervariable loop (e.g. residues 26-32 (LCDR1) , 50-52 (LCDR2) and 91-96 (LCDR3) in the light chain variable region and 26-32 (HCDR1) , 53-55 (HCDR2) and 96-101 (HCDR3) in the heavy chain variable region; Chothia and Lesk (1987) J. Mol. Biol. 196: 901-917.

[0207] The carboxy-terminal portion of each chain defines a constant region primarily responsible for effector function. Kabat et al. collected numerous primary sequences of the variable regions of heavy chains and light chains. Based on the degree of conservation of the sequences, they classified individual primary sequences into the CDR and the framework and made a list thereof (see SEQUENCES OF IMMUNOLOGICAL INTEREST, 5th edition, NIH publication, No. 91-3242, E. A. Kabat et al., entirely incorporated by reference) .

[0208] In the IgG subclass of immunoglobulins, there are several immunoglobulin domains in the heavy chain. By “immunoglobulin (Ig) domain” herein is meant a region of an immunoglobulin having a distinct tertiary structure. Of interest in the present disclosure are the heavy chain domains, including, the constant heavy (CH) domains and the hinge domains. In the context of IgG antibodies, the IgG isotypes each have three CH regions. Accordingly, “CH” domains in the context of IgG are as follows: “CH1” refers to positions 118-220 according to the EU index as in Kabat. “CH2” refers to positions 237-340 according to the EU index as in Kabat, and “CH3” refers to positions 341-447 according to the EU index as in Kabat.

[0209] Accordingly, the disclosure provides variable heavy domains, variable light domains, heavy constant domains, light constant domains and Fc domains to be used as outlined herein. By “variable region” as used herein is meant the region of an immunoglobulin that comprises one or more Ig domains substantially encoded by any of the Vκ or Vλ, and / or VH genes that make up the kappa, lambda, and heavy chain immunoglobulin genetic loci respectively. Accordingly, the variable heavy domain comprises vhFR1-vhCDR1-vhFR2-vhCDR2-vhFR3-vhCDR3-vhFR4, and the variable light domain comprises vIFR1-vICDR1-vIFR2-vICDR2-vIFR3-vICDR3-vIFR4. By “heavy constant region” herein is meant the CH1-hinge-CH2-CH3 portion of an antibody. By “Fc” or “Fc region” or “Fc domain” as used herein is meant the polypeptide comprising the constant region of an antibody excluding the first constant region immunoglobulin domain and in some cases, part of the hinge. Thus, Fc refers to the last two constant region immunoglobulin domains of IgA, IgD, and IgG, the last three constant region immunoglobulin domains of IgE and IgM, and the flexible hinge N-terminal to these domains. For IgA and IgM, Fc may include the J chain. For IgG, the Fc domain comprises immunoglobulin domains Cγ2 and Cγ3 (Cγ2 and Cγ3) and the lower hinge region between Cγ1 (Cγ1) and Cγ2 (Cγ2) . Although the boundaries of the Fc region may vary, the human IgG heavy chain Fc region is usually defined to include residues C226 or P230 to its carboxyl-terminus, wherein the numbering is according to the EU index as in Kabat. In some embodiments, as is more fully described below, amino acid modifications are made to the Fc region, for example to alter binding to one or more FcγR receptors or to the FcRn receptor.

[0210] Thus, “Fc variant” or “variant Fc” as used herein is meant a protein comprising an amino acid modification in an Fc domain. The Fc variants of the present disclosure are defined according to the amino acid modifications that compose them.

[0211] By “Fab” or “Fab region” as used herein is meant the polypeptide that comprises the VH, CH1, VL, and CL immunoglobulin domains. Fab may refer to this region in isolation, or this region in the context of a full-length antibody, antibody fragment or Fab fusion protein. By “Fv” or “Fv fragment” or “Fv region” as used herein is meant a polypeptide that comprises the VL and VH domains of a single antibody. As will be appreciated by those in the art, these generally are made up of two chains.

[0212] The CDRs contribute to the formation of the antigen-binding, or more specifically, epitope binding site of antibodies. “Epitope” refers to a determinant that interacts with a specific antigen binding site in the variable region of an antibody molecule known as a paratope. Epitopes are groupings of molecules such as amino acids or sugar side chains and usually have specific structural characteristics, as well as specific charge characteristics. A single antigen may have more than one epitope.

[0213] The epitope may comprise amino acid residues directly involved in the binding (also called immunodominant component of the epitope) and other amino acid residues, which are not directly involved in the binding, such as amino acid residues which are effectively blocked by the specifically antigen binding peptide; in other words, the amino acid residue is within the footprint of the specifically antigen binding peptide.

[0214] Epitopes may be either conformational or linear. A conformational epitope is produced by spatially juxtaposed amino acids from different segments of the linear polypeptide chain. A linear epitope is one produced by adjacent amino acid residues in a polypeptide chain.

[0215] Conformational and nonconformational epitopes may be distinguished in that the binding to the former but not the latter is lost in the presence of denaturing solvents.

[0216] An epitope typically includes at least 3, and more usually, at least 5 or 8-10 amino acids in a unique spatial conformation. Antibodies that recognize the same epitope can be verified in a simple immunoassay showing the ability of one antibody to block the binding of another antibody to a target antigen, for example “binning” . Specific bins are described below.

[0217] Included within the definition of “antibody” is an “antigen-binding portion” of an antibody (also used interchangeably with “antigen-binding fragment” , “antibody fragment” and “antibody derivative” ) . That is, for the purposes of the disclosure, an antibody of the disclosure has a minimum functional requirement that it bind to CoV-2 antigen. As will be appreciated by those in the art, there are a large number of antigen fragments and derivatives that retain the ability to bind an antigen and yet have alternative structures, including, but not limited to, (i) the Fab fragment consisting of VL, VH, CL and CH1 domains, (ii) the Fd fragment consisting of the VH and CH1 domains, (iii) F (ab′) 2 fragments, a bivalent fragment comprising two linked Fab fragments (vii) single chain Fv molecules (scFv) , wherein a VH domain and a VL domain are linked by a peptide linker which allows the two domains to associate to form an antigen binding site (Bird et al., 1988, Science 242: 423-426, Huston et al., 1988, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S. A. 85:5879-5883, entirely incorporated by reference) , (iv) “diabodies” or “triabodies” , multivalent or multispecific fragments constructed by gene fusion (Tomlinson et. al., 2000, Methods Enzymol. 326: 461-479; WO94 / 13804; Holliger et al., 1993, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S. A. 90:6444-6448, all entirely incorporated by reference) , (v) “domain antibodies” or “dAb” (sometimes referred to as an “immunoglobulin single variable domain” , including single antibody variable domains from other species such as rodent (for example, as disclosed in WO 00 / 29004) , nurse shark and Camelid V-HH dAbs, (vi) SMIPs (small molecule immunopharmaceuticals) , camelbodies, nanobodies and IgNAR.

[0218] Still further, an antibody or antigen-binding portion thereof (antigen-binding fragment, antibody fragment, antibody portion) may be part of a larger immunoadhesion molecules (sometimes also referred to as “fusion proteins” ) , formed by covalent or noncovalent association of the antibody or antibody portion with one or more other proteins or peptides. Examples of immunoadhesion molecules include use of the streptavidin core region to make a tetrameric scFv molecule and use of a cysteine residue, a marker peptide and a C-terminal polyhistidine tag to make bivalent and biotinylated scFv molecules. Antibody portions, such as Fab and F (ab′) 2 fragments, can be prepared from whole antibodies using conventional techniques, such as papain or pepsin digestion, respectively, of whole antibodies. Moreover, antibodies, antibody portions and immunoadhesion molecules can be obtained using standard recombinant DNA techniques, as described herein.

[0219] In general, the anti-CoV-2 antibodies of the disclosure are recombinant. “Recombinant” as used herein, refers broadly with reference to a product, e.g., to a cell, or nucleic acid, protein, or vector, indicates that the cell, nucleic acid, protein or vector, has been modified by the introduction of a heterologous nucleic acid or protein or the alteration of a native nucleic acid or protein, or that the cell is derived from a cell so modified. Thus, for example, recombinant cells express genes that are not found within the native (non-recombinant) form of the cell or express native genes that are otherwise abnormally expressed, under expressed or not expressed at all.

[0220] The term “recombinant antibody” , as used herein, includes all antibodies that are prepared, expressed, created or isolated by recombinant means, such as (a) antibodies isolated from an animal (e.g., a mouse) that is transgenic or transchromosomal for human immunoglobulin genes or a hybridoma prepared therefrom (described further below) , (b) antibodies isolated from a host cell transformed to express the human antibody, e.g., from a transfectoma, (c) antibodies isolated from a recombinant, combinatorial human antibody library, and (d) antibodies prepared, expressed, created or isolated by any other means that involve splicing of human immunoglobulin gene sequences to other DNA sequences. Such recombinant human antibodies have variable regions in which the framework and CDR regions are derived from human germline immunoglobulin sequences. Alternatively, such recombinant human antibodies have variable regions in which the framework are derived from human germline immunoglobulin sequences and CDR sequences can be any of those described herein. In certain embodiments, however, such recombinant human antibodies can be subjected to in vitro mutagenesis (or, when an animal transgenic for human Ig sequences is used, in vivo somatic mutagenesis) and thus the amino acid sequences of the VH and VL regions of the recombinant antibodies are sequences that, while derived from and related to human germline VH and VL sequences, may not naturally exist within the human antibody germline repertoire in vivo.

[0221] In some antibodies only part of a CDR, namely the subset of CDR residues required for binding termed the “specificity determining residues” ( “SDRs” ) , are needed to retain binding of the antibody. CDR residues not contacting antigen and not in the SDRs can be identified based on previous studies from regions of Kabat CDRs lying outside Chothia hypervariable loops (see Kabat et al., SEQUENCES OF PROTEINS OF IMMUNOLOGICAL INTEREST, National Institutes of Health Publication No. 91-3242 (1992) ; Chothia et al., “Canonical Structures For The Hypervariable Regions of Immunoglobulins, ” J. Mol. Biol. 196: 901-917 (1987) , which are hereby incorporated by reference in their entirety) , by molecular modeling and / or empirically, or as described in Gonzales et al., “SDR Grafting of a Murine Antibody Using Multiple Human Germline Templates to Minimize Its Immunogenicity, ” Mol. Immunol. 41: 863-872 (2004) , which is hereby incorporated by reference in its entirety. In such humanized antibodies, at positions in which one or more donor CDR residues is absent or in which an entire donor CDR is omitted, the amino acid occupying the position can be an amino acid occupying the corresponding position (by Kabat numbering) in the acceptor antibody sequence. The number of such substitutions of acceptor for donor amino acids in the CDRs to include reflects a balance of competing considerations. Such substitutions are potentially advantageous in decreasing the number of mouse amino acids in a humanized antibody and consequently decreasing potential immunogenicity. However, substitutions can also cause changes of affinity, and significant reductions in affinity are preferably avoided. Positions for substitution within CDRs and amino acids to substitute can also be selected empirically.

[0222] 5.3 Antibody Engineering

[0223] The antibodies of the disclosure can be modified, or engineered, to alter the amino acid sequences by amino acid substitutions. The term “amino acid substitution” or “substitution” refers to the replacement of an amino acid at a particular position in a parent polypeptide sequence with a different amino acid. In particular, in some embodiments, the substitution is to an amino acid that is not naturally occurring at the particular position, either not naturally occurring within the organism or in any organism. For clarity, a protein which has been engineered to change the nucleic acid coding sequence but not change the starting amino acid (for example exchanging CGG (encoding arginine) to CGA (still encoding arginine) to increase host organism expression levels) is not an “amino acid substitution” ; that is, despite the creation of a new gene encoding the same protein, if the protein has the same amino acid at the particular position that it started with, it is not an amino acid substitution.

[0224] As discussed herein, amino acid substitutions can be made to alter the affinity of the CDRs for CoV-2 including both increasing and decreasing binding, as is more fully outlined below) , as well as to alter additional functional properties of the antibodies. For example, the antibodies may be engineered to include modifications within the Fc region, typically to alter one or more functional properties of the antibody, such as serum half-life, complement fixation, Fc receptor binding, and / or antigen-dependent cellular cytotoxicity. Furthermore, an antibody according to at least some embodiments of the disclosure may be chemically modified (e.g., one or more chemical moieties can be attached to the antibody) or be modified to alter its glycosylation, again to alter one or more functional properties of the antibody. Such embodiments are described further below. The numbering of residues in the Fc region is that of the EU index of Kabat.

[0225] In one embodiment, the hinge region of CH1 is modified such that the number of cysteine residues in the hinge region is altered, e.g., increased or decreased. This approach is described further in U.S. Pat. No. 5,677,425 by Bodmer et al. The number of cysteine residues in the hinge region of CH1 is altered to, for example, facilitate assembly of the light and heavy chains or to increase or decrease the stability of the antibody.

[0226] In some embodiments, the Fc hinge region of an antibody is mutated to decrease the biological half-life of the antibody. More specifically, one or more amino acid mutations are introduced into the CH2-CH3 domain interface region of the Fc-hinge fragment such that the antibody has impaired Staphylococcyl protein A (SpA) binding relative to native Fc-hinge domain SpA binding. This approach is described in further detail in U.S. Pat. No. 6,165,745 by Ward et al.

[0227] There are a number of useful Fc substitutions that can be made to alter binding to one or more of the FcγR receptors. Substitutions that result in increased binding as well as decreased binding can be useful. For example, it is known that increased binding to FcγRIIIa generally results in increased ADCC (antibody dependent cell-mediated cytotoxicity; the cell-mediated reaction wherein nonspecific cytotoxic cells that express FcγRs recognize bound antibody on a target cell and subsequently cause lysis of the target cell. Similarly, decreased binding to FcγRIIb (an inhibitory receptor) can be beneficial as well in some circumstances. Particular variants that find use include, but are not limited to, 236A, 239D, 239E, 332E, 332D, 239D / 332E, 267D, 267E, 328F, 267E / 328F, 236A / 332E, 239D / 332E / 330Y, 239D, 332E / 330L, 299T and 297N.

[0228] In some embodiments, the antibodies of the disclosure are modified to increase its biological half-life. Various approaches are used. For example, one or more of the following mutations can be introduced: T252L, T254S, T256F, as described in U.S. Pat. No. 6,277,375 to Ward.

[0229] Alternatively, to increase the biological half-life, the antibody can be altered within the CH1 or CL region to contain a salvage receptor binding epitope taken from two loops of a CH2 domain of an Fc region of an IgG, as described in U.S. Pat. Nos. 5,869,046 and 6,121,022 by Presta et al. Additional mutations to increase serum half-life are disclosed in U.S. Pat. Nos. 8,883,973,6,737,056 and 7,371,826, and include 428L, 434A, 434S, and 428L / 434S.

[0230] In some embodiments, the glycosylation of an antibody is modified. For example, an aglycosylated antibody can be made (i.e., the antibody lacks glycosylation) . Glycosylation can be altered to, for example, increase the affinity of the antibody for antigen or reduce effector function such as ADCC. Such carbohydrate modifications can be accomplished by, for example, altering one or more sites of glycosylation within the antibody sequence, for example N297. For example, one or more amino acid substitutions can be made that result in elimination of one or more variable region framework glycosylation sites to thereby eliminate glycosylation at that site.

[0231] Additionally or alternatively, an antibody can be made that has an altered type of glycosylation, such as a hypofucosylated antibody having reduced amounts of fucosyl residues or an antibody having increased bisecting GlcNac structures. Such altered glycosylation patterns have been demonstrated to increase the ADCC ability of antibodies. Such carbohydrate modifications can be accomplished by, for example, expressing the antibody in a host cell with altered glycosylation machinery. Cells with altered glycosylation machinery have been described in the art and can be used as host cells in which to express recombinant antibodies according to at least some embodiments of the disclosure to thereby produce an antibody with altered glycosylation.

[0232] Another modification of the antibodies herein that is contemplated by the disclosure is pegylation or the addition of other water soluble moieties, typically polymers, e.g., in order to enhance half-life. An antibody can be pegylated to, for example, increase the biological (e.g., serum) half-life of the antibody. To pegylate an antibody, the antibody, or fragment thereof, typically is reacted with polyethylene glycol (PEG) , such as a reactive ester or aldehyde derivative of PEG, under conditions in which one or more PEG groups become attached to the antibody or antibody fragment. Preferably, the pegylation is carried out via an acylation reaction or an alkylation reaction with a reactive PEG molecule (or an analogous reactive water-soluble polymer) . As used herein, the term “polyethylene glycol” is intended to encompass any of the forms of PEG that have been used to derivatize other proteins, such as mono (C1-C10) alkoxy-or aryloxy-polyethylene glycol or polyethylene glycol-maleimide. In certain embodiments, the antibody to be pegylated is an aglycosylated antibody. Methods for pegylating proteins are known in the art and can be applied to the antibodies according to at least some embodiments of the disclosure.

[0233] In addition to substitutions made to alter binding affinity to FcγRs and / or FcRn and / or increase in vivo serum half-life, additional antibody modifications can be made, as described in further detail below.

[0234] In some cases, affinity maturation is done. Amino acid modifications in the CDRs are sometimes referred to as “affinity maturation” . An “affinity matured” antibody is one having one or more alteration (s) in one or more CDRs which results in an improvement in the affinity of the antibody for antigen, compared to a parent antibody which does not possess those alteration (s) . In some cases, although rare, it may be desirable to decrease the affinity of an antibody to its antigen, but this is generally not preferred.

[0235] In some embodiments, one or more amino acid modifications are made in one or more of the CDRs of the VISG1 antibodies of the disclosure. In general, only 1 or 2 or 3-amino acids are substituted in any single CDR, and generally no more than from 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 changes are made within a set of CDRs. However, it should be appreciated that any combination of no substitutions, 1, 2 or 3 substitutions in any CDR can be independently and optionally combined with any other substitution.

[0236] Affinity maturation can be done to increase the binding affinity of the antibody for the SARS-CoV-2 spike antigen by at least about 10%to 50-100-150%or more, or from 1 to 5 fold as compared to the “parent” antibody. Exemplary affinity matured antibodies will have nanomolar or even picomolar affinities for the SARS-CoV-2 spike antigen. Affinity matured antibodies are produced by known procedures. See, for example, Marks et al., 1992, Biotechnology 10: 779-783 that describes affinity maturation by variable heavy chain (VH) and variable light chain (VL) domain shuffling. Random mutagenesis of CDR and / or framework residues is described in: Barbas, et al. 1994, Proc. Nat. Acad. Sci, USA 91: 3809-3813; Shier et al., 1995, Gene 169: 147-155; Yelton et al., 1995, J. Immunol. 155: 1994-2004; Jackson et al., 1995, J. Immunol. 154 (7) : 3310-9; and Hawkins et al, 1992, J. Mol. Biol. 226: 889-896, for example.

[0237] Alternatively, amino acid modifications can be made in one or more of the CDRs of the antibodies of the disclosure that are “silent” , e.g. that do not significantly alter the affinity of the antibody for the antigen. These can be made for a number of reasons, including optimizing expression (as can be done for the nucleic acids encoding the antibodies of the disclosure) .

[0238] Thus, included within the definition of the CDRs and antibodies of the disclosure are variant CDRs and antibodies; that is, the antibodies of the disclosure can include amino acid modifications in one or more of the CDRs of the enumerated antibodies of the disclosure. In addition, as outlined below, amino acid modifications can also independently and optionally be made in any region outside the CDRs, including framework and constant regions.

[0239] Before the disclosure is described in greater detail, it is to be understood that the disclosure is not limited to particular embodiments described herein as such embodiments may vary. It is also to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only, and the terminology is not intended to be limiting. The scope of the disclosure will be limited only by the appended claims. Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Where a range of values is provided, it is understood that each intervening value, to the tenth of the unit of the lower limit unless the context clearly dictates otherwise, between the upper and lower limit of that range and any other stated or intervening value in that stated range, is encompassed within the disclosure. The upper and lower limits of these smaller ranges may independently be included in the smaller ranges and are also encompassed within the disclosure, subject to any specifically excluded limit in the stated range. Where the stated range includes one or both of the limits, ranges excluding either or both of those included limits are also included in the disclosure. Certain ranges are presented herein with numerical values being preceded by the term “about. ” The term “about” is used herein to provide literal support for the exact number that it precedes, as well as a number that is near to or approximately the number that the term precedes. In determining whether a number is near to or approximately a specifically recited number, the near or approximating unrecited number may be a number, which, in the context in which it is presented, provides the substantial equivalent of the specifically recited number. All publications, patents, and patent applications cited in this specification are incorporated herein by reference to the same extent as if each individual publication, patent, or patent application were specifically and individually indicated to be incorporated by reference. Furthermore, each cited publication, patent, or patent application is incorporated herein by reference to disclose and describe the subject matter in connection with which the publications are cited. The citation of any publication is for its disclosure prior to the filing date and should not be construed as an admission that the disclosure described herein is not entitled to antedate such publication by virtue of prior disclosure. Further, the dates of publication provided might be different from the actual publication dates, which may need to be independently confirmed.

[0240] It is noted that the claims may be drafted to exclude any optional element. As such, this statement is intended to serve as antecedent basis for use of such exclusive terminology as “solely, ” “only, ” and the like in connection with the recitation of claim elements, or use of a “negative” limitation. As will be apparent to those of skill in the art upon reading this disclosure, each of the individual embodiments described and illustrated herein has discrete components and features which may be readily separated from or combined with the features of any of the other several embodiments without departing from the scope or spirit of the disclosure. Any recited method may be carried out in the order of events recited or in any other order that is logically possible. Although any methods and materials similar or equivalent to those described herein may also be used in the practice or testing of the disclosure, representative illustrative methods and materials are now described.

[0241] The spike antibodies can be grouped according to reactivity profiles based on binding to the receptor binding domain (RBD) and / or S1 or S2 domains; blocking spike protein binding to the human ACE2 receptor; neutralizing SARS-CoV-2 pseudovirus or SARS-CoV-2 infection of ACE2+ target cells; cross-reactivity with spike proteins from other coronaviruses (SARS-CoV-1, MERS, HKU1, HCoV-NL63, HCoV-229E, HCoV-OC43) ; and / or binding / neutralization of spike proteins from SARS-CoV-2 variants of concern (B. 1.1.7, B. 1.351, P. 1, B. 1.617.2, B.1.1.529) . Indeed, it is contemplated that the antibodies and CoV-2 binding fragments thereof, as described herein, can be used to bind to SARS-CoV-2 variants that are now known as well as those that arise in the future, either for purposes of detection or neutralization (i.e., treatment or prevention of infection) . Exemplary SARS-CoV-2 variants include, without limitation, Alpha (B.1.1.7 and Q lineages) , Beta (B. 1.351 and descendent lineages) , Gamma (P. 1 and descendent lineages) , Delta (B. 1.617.2 and AY lineages) , Epsilon (B. 1.427 and B. 1.429) , Eta (B. 1.525) , Iota (B.1.526) , Kappa (B. 1.617.1) , 1.617.3, Mu (B. 1.621, B. 1.621.1) , Zeta (P. 2) , and Omicron (B.1.1.529, BA. 1, BA. 1.1, BA. 2, BA. 3, BA. 4 and BA. 5 lineages) . The profiles demonstrate applications in therapeutics, prevention of SARS-CoV-2 infection and selective SARS-CoV-2 detection diagnostics.

[0242] 5.4 SARS-CoV-2 Antibody and Antigen-Binding Fragments

[0243] The present disclosure provides a pharmaceutical composition comprising an anti-CoV-2 antibody or antigen-binding fragment thereof. (For convenience, “anti-CoV-2 antibodies” and “CoV-2 antibodies” are used interchangeably) . The anti-CoV-2 antibodies of the disclosure specifically bind CoV-2, and particularly the extra cellular domain (ECD) of the spike protein CoV-2.

[0244] In some embodiments, in order to generate anti-CoV-2 antibodies of the present disclosure, one or more mutations are introduced to the wild type CoV-2 sequence.

[0245] In some embodiments, the present disclosure provides CoV-2 antibodies that bind to the receptor binding domain (RBD) within the S1 domain. In some embodiments, the present disclosure provides CoV-2 antibodies that bind to a portion of the S1 domain outside the RBD (i.e., non-RBD S1 domains) . In some embodiments, the present disclosure provides CoV-2 antibodies that bind to the S2 domain. In some embodiments, the present disclosure provides CoV-2 antibodies that bind to neither of the S1 (including the RBD) and S2 domains. In some embodiments, the present disclosure provides CoV-2 antibodies that are SARS-CoV-2 spike selective.

[0246] In some embodiments, the CoV-2 antibodies provided herein can be grouped according to reactivity profiles based on binding to the receptor binding domain (RBD) and / or S1 or S2 domains; blocking spike protein binding to the human ACE2 receptor; neutralizing SARS-CoV-2 pseudovirus or SARS-CoV-2 infection of ACE2+ target cells; cross-reactivity with spike proteins from other coronaviruses (e.g., SARS-CoV-1, MERS, HKU1, HCoV-NL63, HCoV-229E, HCoV-OC43) ; and binding / neutralization of spike proteins from SARS-CoV-2 variants of concern (e.g., B. 1.1.7, B. 1.351, P. 1, B. 1.617.2, B. 1.1.529) .

[0247] Specific binding for CoV-2 or epitope can be exhibited, for example, by an antibody having a KD of at least about 10-4 M, at least about 10-5 M, at least about 10-6 M, at least about 10-7 M, at least about 10-8 M, at least about 10-9 M, or alternatively at least about 10-10 M, at least about 10-11 M, at least about 10-12 M, or greater, where KD refers to a dissociation rate of a particular antibody-antigen interaction. Typically, an antibody that specifically binds an antigen will have a KD that is 20-, 50-, 100-, 500-, 1000-, 5,000-, 10,000-or more times greater for a control molecule relative to the CoV-2 antigen or epitope.

[0248] Also, specific binding for a particular antigen or an epitope can be exhibited, for example, by an antibody having a KA or Ka for CoV-2 of at least 20-, 50-, 100-, 500-, 1000-, 5,000-, 10,000-or more times greater for the epitope relative to a control, where KA or Ka refers to an association rate of a particular antibody-antigen interaction.

[0249] In some embodiments, the anti-CoV-2 antibodies of the disclosure bind to CoV-2 with a KD of 100 nM or less, 50 nM or less, 10 nM or less, or 1 nM or less (that is, higher binding affinity) , or 1 pM or less, wherein KD is determined by known methods, e.g. surface plasmon resonance (SPR, e.g. Biacore assays) , ELISA, KINEXA, and most typically SPR at 25 or 37℃.

[0250] In some embodiments, the antigen-binding portions and variants of the above-identified antibodies retain binding activity that is essentially the same as the binding activity of the whole antibody from which it is derived. By “essentially the same” , it is intended that the antigen-binding portions and variants retain at least 80% (such as at least 85%, or at least 90%, or at least 95%) of the binding affinity (KD) for CoV-2 or neutralizing capacity (IC50) for SARS-CoV-2 variants as compared to the parent antibody. In some other embodiments, the antigen-binding portions and variants of the above-identified antibodies retain at least 50% (such as at least 60%, at least 65%, at least 70%, or at least 75%) of the binding activity of the whole antibody (e.g., binding affinity (KD) for CoV-2 or neutralizing capacity (IC50) for SARS-CoV-2 variants) from which it is derived.

[0251] 5.5 Specific Anti-CoV-2 Antibodies

[0252] As discussed herein, the disclosure further provides variants of the above components, including variants in the CDRs, as outlined above. In addition, variable heavy chains can be 80%, 90%, 95%, 98%or 99%identical to the “VH” sequences herein, and / or contain from 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 amino acid changes, or more, when Fc variants are used. Variable light chains are provided that can be 80%, 90%, 95%, 98%or 99%identical to the “VL” sequences herein, and / or contain from 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 amino acid changes, or more, when Fc variants are used. Similarly, heavy and light chains are provided that are 80%, 90%, 95%, 98%or 99%identical to the “HC” and “LC” sequences herein, and / or contain from 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 amino acid changes, or more, when Fc variants are used.

[0253] Accordingly, the antibodies of the disclosure comprise CDR amino acid sequences selected from the group consisting of (a) sequences as listed herein; (b) sequences that differ from those CDR amino acid sequences specified in (a) by 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or more amino acid substitutions; (c) amino acid sequences having 90%or greater, 95%or greater, 98%or greater, or 99%or greater sequence identity to the sequences specified in (a) or (b) ; (d) a polypeptide having an amino acid sequence encoded by a polynucleotide having a nucleic acid sequence encoding the amino acids as listed herein.

[0254] Additionally, included in the definition of CoV-2 antibodies are antibodies that share identity to the CoV-2 antibodies enumerated herein. That is, in certain embodiments, an anti-CoV-2 antibody according to the disclosure comprises heavy and light chain variable regions comprising amino acid sequences that are homologous to isolated anti-CoV-2 amino acid sequences of exemplary anti-CoV-2 immune molecules, respectively, wherein the antibodies retain the desired functional properties of the parent anti-CoV-2 antibodies. The percent identity between the two sequences is a function of the number of identical positions shared by the sequences (i.e., %homology=#of identical positions / total #of positions×100) , taking into account the number of gaps, and the length of each gap, which need to be introduced for optimal alignment of the two sequences. The comparison of sequences and determination of percent identity between two sequences can be accomplished using a mathematical algorithm, as described in the non-limiting examples below.

[0255] The present disclosure provides not only the enumerated antibodies but additional antibodies that compete with the enumerated antibodies to specifically bind to CoV-2. Additional antibodies that compete with the enumerated antibodies are generated, as is known in the art and generally outlined below. Competitive binding studies can be done as is known in the art, generally using  binding assays, as well as ELISA and cell-based assays.

[0256] Methods of generating antibodies as well as subsequent screening assays are well-known in the art, such as those outlined in the examples. In some embodiments, anti-CoV-2 antibodies are generated by traditional methods such as immunizing mice (sometimes using DNA immunization) , followed by screening against CoV-2 and hybridoma generation, with antibody purification and recovery.

[0257] 5.6 Formulations of Anti-CoV-2 Antibodies

[0258] The therapeutic compositions used in the practice of the present disclosure can be formulated into pharmaceutical compositions comprising a carrier suitable for the desired delivery method.

[0259] Suitable carriers include any material that when combined with the therapeutic composition retains the anti-tumor function of the therapeutic composition and is generally non-reactive with the patient's immune system. Examples include, but are not limited to, any of a number of standard pharmaceutical carriers such as sterile phosphate buffered saline solutions, bacteriostatic water, and the like (see, generally, Remington's Pharmaceutical Sciences 16th Edition, A. Osal., Ed., 1980) . Acceptable carriers, excipients, or stabilizers are nontoxic to recipients at the dosages and concentrations employed, and include buffers such as phosphate, citrate, acetate, and other organic acids; antioxidants including ascorbic acid and methionine; preservatives (such as octadecyldimethylbenzyl ammonium chloride; hexamethonium chloride; benzalkonium chloride, benzethonium chloride; phenol, butyl orbenzyl alcohol; alkyl parabens such as methyl or propyl paraben; catechol; resorcinol; cyclohexanol; 3-pentanol; and m-cresol) ; low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptides; proteins, such as serum albumin, gelatin, or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine, or lysine; monosaccharides, disaccharides, and other carbohydrates including glucose, mannose, or dextrins; chelating agents such as EDTA; sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol; sweeteners and other flavoring agents; fillers such as microcrystalline cellulose, lactose, corn and other starches; binding agents; additives; coloring agents; salt-forming counter-ions such as sodium; metal complexes (e.g. Zn-protein complexes) ; and / or non-ionic surfactants such as TWEENTM, PLURONICSTM or polyethylene glycol (PEG) .

[0260] In some embodiments, the pharmaceutical composition that comprises the antibodies of the disclosure may be in a water-soluble form, such as being present as pharmaceutically acceptable salts, which is meant to include both acid and base addition salts. “Pharmaceutically acceptable acid addition salt” refers to those salts that retain the biological effectiveness of the free bases and that are not biologically or otherwise undesirable, formed with inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and the like, and organic acids such as acetic acid, propionic acid, glycolic acid, pyruvic acid, oxalic acid, maleic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, tartaric acid, citric acid, benzoic acid, cinnamic acid, mandelic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid, salicylic acid and the like. “Pharmaceutically acceptable base addition salts” include those derived from inorganic bases such as sodium, potassium, lithium, ammonium, calcium, magnesium, iron, zinc, copper, manganese, aluminum salts and the like. Exemplary ones are the ammonium, potassium, sodium, calcium, and magnesium salts. Salts derived from pharmaceutically acceptable organic non-toxic bases include salts of primary, secondary, and tertiary amines, substituted amines including naturally occurring substituted amines, cyclic amines and basic ion exchange resins, such as isopropylamine, trimethylamine, diethylamine, triethylamine, tripropylamine, and ethanolamine. The formulations to be used for in vivo administration are preferably sterile. This is readily accomplished by filtration through sterile filtration membranes or other methods.

[0261] Administration of the pharmaceutical composition comprising antibodies of the present disclosure, for example in the form of a sterile aqueous solution, may be done in a variety of ways, including, but not limited to subcutaneously, intravenously, and intranasally.

[0262] Subcutaneous administration may be done in some circumstances because the patient may self-administer the pharmaceutical composition. Many protein therapeutics are not sufficiently potent to allow for formulation of a therapeutically effective dose in the maximum acceptable volume for subcutaneous administration. This problem may be addressed in part by the use of protein formulations comprising arginine-HCl, histidine, and polysorbate (see WO04091658) . Fc polypeptides of the present disclosure may be more amenable to subcutaneous administration due to, for example, increased potency, improved serum half-life, or enhanced solubility.

[0263] As is known in the art, protein therapeutics are often delivered by IV infusion or bolus. The antibodies of the present disclosure may also be delivered using such methods. For example, administration may be by intravenous infusion with 0.9%sodium chloride as an infusion vehicle.

[0264] In addition, any of a number of delivery systems are known in the art and may be used to administer the Fc variants of the present disclosure. Examples include, but are not limited to, encapsulation in liposomes, microparticles, microspheres (eg. PLA / PGA microspheres) , and the like. Alternatively, an implant of a porous, non-porous, or gelatinous material, including membranes or fibers, may be used. Sustained release systems may comprise a polymeric material or matrix such as polyesters, hydrogels, poly (vinylalcohol) , polylactides, copolymers of L-glutamic acid and ethyl-L-gutamate, ethylene-vinyl acetate, lactic acid-glycolic acid copolymers such as the LUPRON and poly-D- (-) -3-hydroxyburyric acid.

[0265] The antibodies disclosed herein may also be formulated as immunoliposomes. A liposome is a small vesicle comprising various types of lipids, phospholipids and / or surfactant that is useful for delivery of a therapeutic agent to a mammal. Liposomes containing the antibody are prepared by methods known in the art, such as described in Epstein et al., 1985, Proc Natl Acad Sci USA, 82:3688; Hwang et al., 1980, Proc Natl Acad Sci USA, 77: 4030; U.S. Pat. Nos. 4,485,045; 4,544,545; and PCT WO 97 / 38731. Liposomes with enhanced circulation time are disclosed in U.S. Pat. No. 5,013,556. The components of the liposome are commonly arranged in a bilayer formation, similar to the lipid arrangement of biological membranes. Particularly useful liposomes can be generated by the reverse phase evaporation method with a lipid composition comprising phosphatidylcholine, cholesterol and PEG-derivatized phosphatidylethanolamine (PEG-PE) . Liposomes are extruded through filters of defined pore size to yield liposomes with the desired diameter. A chemotherapeutic agent or other therapeutically active agent is optionally contained within the liposome (Gabizon et al., 1989, J National Cancer Inst 81: 1484) .

[0266] The antibodies may also be entrapped in microcapsules prepared by methods including but not limited to coacervation techniques, interfacial polymerization (for example using hydroxymethylcellulose or gelatin-microcapsules, or poly- (methylmethacylate) microcapsules) , colloidal drug delivery systems (for example, liposomes, albumin microspheres, microemulsions, nano-particles and nanocapsules) , and macroemulsions. Such techniques are disclosed in Remington's Pharmaceutical Sciences 16th edition, Osol, A. Ed., 1980. Sustained-release preparations may be prepared. Suitable examples of sustained-release preparations include semipermeable matrices of solid hydrophobic polymer, which matrices are in the form of shaped articles, e.g. films, or microcapsules. Examples of sustained-release matrices include polyesters, hydrogels (for example poly (2-hydroxyethyl-methacrylate) , or poly (vinylalcohol) ) , polylactides (U.S. Pat. No. 3,773,919) , copolymers of L-glutamic acid and gamma ethyl-L-glutamate, non-degradable ethylene-vinyl acetate, degradable lactic acid-glycolic acid copolymers such as the LUPRON  (which are injectable microspheres composed of lactic acid-glycolic acid copolymer and leuprolide acetate) , poly-D- (-) -3-hydroxybutyric acid, and (commercially available from Alkermes) , which is a microsphere-based delivery system composed of the desired bioactive molecule incorporated into a matrix of poly-DL-lactide-co-glycolide (PLG) .

[0267] The dosing amounts and frequencies of administration are, in some embodiments, selected to be therapeutically or prophylactically effective. As is known in the art, adjustments for protein degradation, systemic versus localized delivery, and rate of new protease synthesis, as well as the age, body weight, general health, sex, diet, time of administration, drug interaction and the severity of the condition may be necessary, and will be ascertainable with routine experimentation by those skilled in the art.

[0268] The concentration of the antibody in the formulation may vary from about 0.1 to 100 weight %. In some embodiments, the concentration of the Fc variant is in the range of 0.003 to 1.0 molar. In order to treat a patient, a therapeutically effective dose of the Fc variant of the present disclosure may be administered. By “therapeutically effective dose” herein is meant a dose that produces the effects for which it is administered. The exact dose will depend on the purpose of the treatment, and will be ascertainable by one skilled in the art using known techniques. Dosages may range from about 0.0001 to 100 mg / kg of body weight or greater, for example about 0.1, 1, 10, or 50 mg / kg of body weight, and in an exemplary embodiment, from about 1 to 10 mg / kg.

[0269] The therapeutic compositions used in the practice of the foregoing methods can be formulated into pharmaceutical compositions comprising a carrier suitable for the desired delivery method. Suitable carriers include any material that when combined with the therapeutic composition retains the anti-tumor function of the therapeutic composition and is generally non-reactive with the patient's immune system. Examples include, but are not limited to, any of a number of standard pharmaceutical carriers such as sterile phosphate buffered saline solutions, bacteriostatic water, and the like (see, generally, Remington's Pharmaceutical Sciences 16th Edition, A. Osal., Ed., 1980) . Acceptable carriers, excipients, or stabilizers are nontoxic to recipients at the dosages and concentrations employed, and include buffers such as phosphate, citrate, acetate, and other organic acids; antioxidants including ascorbic acid and methionine; preservatives (such as octadecyldimethylbenzyl ammonium chloride; hexamethonium chloride; benzalkonium chloride, benzethonium chloride; phenol, butyl orbenzyl alcohol; alkyl parabens such as methyl or propyl paraben; catechol; resorcinol; cyclohexanol; 3-pentanol; and m-cresol) ; low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptides; proteins, such as serum albumin, gelatin, or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, histidine, arginine, or lysine; monosaccharides, disaccharides, and other carbohydrates including glucose, mannose, or dextrins; chelating agents such as EDTA; sugars such as sucrose, mannitol, trehalose or sorbitol; sweeteners and other flavoring agents; fillers such as microcrystalline cellulose, lactose, corn and other starches; binding agents; additives; coloring agents; salt-forming counter-ions such as sodium; metal complexes (e.g. Zn-protein complexes) ; and / or non-ionic surfactants such as TWEENTM, PLURONICSTM or polyethylene glycol (PEG) .

[0270] 5.7 Nucleic Acids, Expression Vectors, Host Cells

[0271] In some embodiments, the present disclosure provides nucleic acids encoding the antibodies or antigen-binding domains as described herein. As will be appreciated by those in the art, the protein sequences depicted herein can be encoded by any number of possible nucleic acid sequences, due to the degeneracy of the genetic code. In some embodiments, the nucleic acid molecules are DNA. In some embodiments, the nucleic acid molecules are RNA.

[0272] The nucleic acid compositions that encode the CoV-2 antibodies will depend on the format of the antibody. In exemplary embodiments, tetrameric antibodies containing two heavy chains and two light chains are encoded by two different nucleic acids, one encoding the heavy chain and one encoding the light chain. These can be put into a single expression vector or two expression vectors, as is known in the art, transformed into host cells, where they are expressed to form the antibodies of the disclosure. In some embodiments, for example when scFv constructs are used, a single nucleic acid encoding the variable heavy chain-linker-variable light chain is generally used, which can be inserted into an expression vector for transformation into host cells. The nucleic acids can be put into expression vectors that contain the appropriate transcriptional and translational control sequences, including, but not limited to, signal and secretion sequences, regulatory sequences, promoters, origins of replication, selection genes, etc.

[0273] Exemplary mammalian host cells for expressing the recombinant antibodies according to at least some embodiments of the disclosure include Chinese Hamster Ovary (CHO cells) , PER. C6, HEK293 and others as is known in the art.

[0274] The nucleic acids may be present in whole cells, in a cell lysate, or in a partially purified or substantially pure form. A nucleic acid is “isolated” or “rendered substantially pure” when purified away from other cellular components or other contaminants, e.g., other cellular nucleic acids or proteins, by standard techniques, including alkaline / SDS treatment, CsCl banding, column chromatography, agarose gel electrophoresis and others well known in the art.

[0275] To create a scFv gene, the VH-and VL-encoding DNA fragments are operatively linked to another fragment encoding a flexible linker, e.g., encoding the amino acid sequence (Gly4-Ser) 3, such that the VH and VL sequences can be expressed as a contiguous single-chain protein, with the VL and VH regions joined by the flexible linker (see e.g., Bird et al. (1988) Science 242: 423-426; Huston et al. (1988) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85: 5879-5883; McCafferty et al., (1990) Nature 348: 552-554) .

[0276] 5.8 Therapeutic Application of the Antibodies or Antigen-Binding Fragments

[0277] The present disclosure provides methods for treating or preventing viral infection (e.g., coronavirus infection) by administering a therapeutically effective amount of anti-CoV-2 spike antigen-binding protein, e.g., antibody or antigen-binding fragment, to a subject (e.g., a human) in need of such treatment or prevention.

[0278] Coronavirus infection may be treated or prevented, in a subject, by administering an antibody or antigen-binding fragment of the present disclosure to a subject.

[0279] An effective or therapeutically effective dose of anti-CoV-2 antigen-binding protein, e.g., antibody or antigen-binding fragment, for treating or preventing a viral infection refers to the amount of the antibody or fragment sufficient to alleviate one or more signs and / or symptoms of the infection in the treated subject, whether by inducing the regression or elimination of such signs and / or symptoms or by inhibiting the progression of such signs and / or symptoms. The dose amount may vary depending upon the age and the size of a subject to be administered, target disease, conditions, route of administration, and the like. In an embodiment of the disclosure, an effective or therapeutically effective dose of antibody or antigen-binding fragment thereof of the present disclosure, for treating or preventing viral infection, e.g., in an adult human subject, is about 0.01 to about 200 mg / kg, e.g., up to about 150 mg / kg. In an embodiment of the disclosure, the dosage is up to about 10.8 or 11 grams (e.g., about 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 or 11 grams) . Depending on the severity of the infection, the frequency and the duration of the treatment can be adjusted. In certain embodiments, the antigen-binding protein of the present disclosure can be administered at an initial dose, followed by one or more secondary doses. In certain embodiments, the initial dose may be followed by administration of a second or a plurality of subsequent doses of antibody or antigen-binding fragment thereof in an amount that can be approximately the same, more or less than that of the initial dose, wherein the subsequent doses are separated by at least 1 day to 3 days; at least one week, at least 2 weeks; at least 3 weeks; at least 4 weeks; at least 5 weeks; at least 6 weeks; at least 7 weeks; at least 8 weeks; at least 9 weeks; at least 10 weeks; at least 12 weeks; or at least 14 weeks, or more.

[0280] In some embodiments, the method of preventing viral infection provided herein comprises prophylactically administering an antibody or antigen-binding fragment of the present disclosure, to a subject who is at risk of viral infection so as to prevent such infection. Passive antibody-based immunoprophylaxis has proven an effective strategy for preventing viral infection. See e.g., Berry et al., Passive broad-spectrum influenza immunoprophylaxis. Influenza Res Treat. 2014; 2014: 267594. Epub 2014 Sep. 22; and Jianqiang et al., Passive immune neutralization strategies for prevention and control of influenza A infections, Immunotherapy. 2012 February; 4(2) : 175-186; Prabhu et al., Antivir Ther. 2009; 14 (7) : 911-21, Prophylactic and therapeutic efficacy of a chimeric monoclonal antibody specific for H5 hemagglutinin against lethal H5N1 influenza. “Prevent” or “preventing” means to administer an antibody or antigen-binding fragment of the present disclosure, to a subject to inhibit the manifestation of a disease or infection (e.g., viral infection) in the body of a subject, for which the antigen-binding protein is effective when administered to the subject at an effective or therapeutically effective amount or dose (as discussed herein) .

[0281] In an embodiment of the disclosure, a sign or symptom of a viral infection in a subject is survival or proliferation of virus in the body of the subject, e.g., as determined by viral titer assay (e.g., coronavirus propagation in embryonated chicken eggs or coronavirus spike protein assay) . Other signs and symptoms of viral infection are discussed herein.

[0282] As noted above, in some embodiments the subject may be a non-human animal, and the antigen-binding proteins (e.g., antibodies and antigen-binding fragments) discussed herein may be used in a veterinary context to treat and / or prevent disease in the non-human animals (e.g., cats, dogs, pigs, cows, horses, goats, rabbits, sheep, and the like) .

[0283] In some embodiments, the present disclosure provides a method for treating or preventing viral infection (e.g., coronavirus infection) or for inducing the regression or elimination or inhibiting the progression of at least one sign or symptom of viral infection such as: fever or feeling feverish / chills; cough; sore throat; runny or stuffy nose; sneezing; muscle or body aches; headaches; fatigue (tiredness) ; vomiting; diarrhea; respiratory tract infection; chest discomfort; shortness of breath; bronchitis; and / or pneumonia, which sign or symptom is secondary to viral infection, in a subject in need thereof (e.g., a human) , by administering a therapeutically effective amount of an antibody or antigen-binding fragment to the subject, for example, by injection of the protein into the body of the subject.

[0284] 5.9 Diagnostic Application of the Antibodies or Antigen-Binding Fragments

[0285] In some embodiments, the antibody or antigen-binding fragment thereof of the present disclosure, may be used to detect and / or measure SARS-Cov-2 in a sample. Exemplary assays for CoV-2 may include, e.g., contacting a sample with a SARS-CoV-2 antibody of the disclosure, wherein the antibody is labeled with a detectable label or reporter molecule or used as a capture ligand to selectively isolate CoV-2 from samples. The presence of a CoV-2 antibody complexed with CoV-2 indicates the presence of the SARS-Cov-2 virus in the sample.

[0286] Alternatively, an unlabeled SARS-CoV-2 antibody can be used in combination with a secondary antibody which is itself detectably labeled. The detectable label or reporter molecule can be a radioisotope, such as 3H, 14C, 32P 35S, or 1251; a fluorescent or chemiluminescent moiety such as fluorescein isothiocyanate, or rhodamine; or an enzyme such as alkaline phosphatase, R-galactosidase, horseradish peroxidase, or luciferase. Specific exemplary assays that can be used to detect or measure CoV-2 in a sample include neutralization assays, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) , radioimmunoassay (RIA) , and fluorescence-activated cell sorting (FACS) . Thus, the present disclosure includes a method for detecting the presence of spike protein or polypeptide in a sample comprising contacting the sample with a CoV-2 antibody and detecting the presence of the antibody wherein the presence of the complex (CoV-2 antibody complexed with CoV-2) indicates the presence of the SARS-CoV-2 virus in the sample.

[0287] Any of a variety of suitable biological (patient) samples can be used for diagnostic detection of SARS-Cov-2 in a sample. Exemplary biological samples include, without limitation, bronchoalveolar fluid, nasopharyngeal swabs, sputum, blood, feces and anal swabs, and urine.

[0288] In some embodiments, the CoV-2 antibodies of the disclosure may be used in a Western blot or immune-protein blot procedure for detecting the presence of SARS-CoV-2 in a sample.

[0289] In some embodiments, the CoV-2 antibodies disclosed herein may also be used for immunohistochemistry.

[0290] 6.EXAMPLES

[0291] 6.1 Results

[0292] 6.1.1 Isolation of NAbs from convalescents after Omicron breakthrough infection

[0293] To search for ultrapotent bnAbs against SARS-CoV-2 variants, we screened plasma samples derived from a cohort of 12 convalescent people at median 142 days after vaccine breakthrough infection by Omicron BA. 2 (n = 11, named CU) and BA. 5 (n = 1, named ZC) in Hong Kong 7, 13 (Figure 24) . The subjects in this cohort received 3 doses of vaccines (Sinovac, 5 CUs; BNT162b2, 6 CUs and ZC) at median 76 days prior to the infection. They displayed robust polyclonal antibody responses to the pseudotyped WT and corresponding exposed variants (Figure 1A) . Other antigenically distinct variants XBB, EG. 5.1 and their descendant lineages12, 22, however, displayed relative resistance to the serum neutralization. The geometric mean values of neutralization titers were significantly lower against these variants as compared to BA. 2 with reductions of 11.1-to 39.1-fold. Only 4 CUs and ZC, who all received prior BNT162b2 vaccinations, had polyclonal NAbs cross-reactive to all variants tested (Figure 10) . To delineate the B cell receptor (BCR) repertoire, 150 WT / BA. 1 / BA. 2 RBD / spike-specific and 210 BA. 1 / BA. 2 / BA. 2.12.1 / BA. 5 spike-specific single memory B cells were sorted from CUs and ZC, respectively (Figure 11) . After successfully cloning 182 heavy chain (HC) and 178 light chain (LC) sequences (Figure 2A, pie charts) , we were able to obtain 172 monoclonal antibodies (mAbs) with naturally paired HC and LC. The binding profile of antibody repertoire revealed that among mAbs specific to BA. 1 spike trimer (62.8%, 108 / 172) , 42.6% (46 / 108) displayed binding activity to RBD as determined by ELISA (OD450>0.1; Figure 1B and Figure 12) . Subsequently, 22 NAbs (20 from ZC and 2 from CUs) were identified based on their activity to neutralize pseudotyped WT or BA. 1 (Figure 12) . Epitope mapping through competition with four previously defined RBD class I-IV NAbs (S2E12 46 (class I) , LY-CoV555 47 (class II) , LY-CoV1404 48 (class III) and S2X259 49 (class IV) ) indicated that most of RBD-targeted NAbs belonged to class I-III (Figure 13 and Figure 25) . These results demonstrated consistently that vaccine breakthrough infections had activated diverse BCRs for generating multiple classes of NAbs as we and others previously described 18, 20.

[0294] 6.1.2 Ultrapotent bnAbs cross-neutralize SARS-CoV-2 VOCs and Omicron subvariants

[0295] Many NAbs isolated from convalescents after Omicron breakthrough infection to date mainly neutralize the exposed strain with limited breadth and few ultrapotent bnAbs have been found 18, 20.The newly identified 22 NAbs, however, showed diverse neutralizing profiles and some of them had great efficacy against a panel of pseudotyped WT (D614G) and 17 variants, including previously described VOCs as well as Omicron subvariants prevalent in recent waves of COVID-19 (Figure 1C, top, and Figures 14A and 15A) . Based on the epitope specificity and breadth of neutralization, these 22 NAbs were divided into four groups (Figure 1C, bottom) . Group 1 NAbs included 9 RBD-specific bnAbs (40.9%, 9 / 22) displaying the best breadth and potency against pseudoviruses tested, especially against XBB, EG. 5.1 and BA. 2.86 lineages compared with other NAbs in group 2–4. Of note, the top ultrapotent bnAbs were ZCP3B4 and ZCP4C9 based on their IC50 values consistently being less than 10 ng / mL against Omicron subvariants. Group 2 NAbs were particularly compromised by BQ. 1.1, XBB, EG. 5.1 or JN. 1 sublineages, which might result from specific convergent mutations such as R346T, L368I, K444T, V445P, N460K and F490S 12. Group 3 NAbs were effective to only a few variants. Their poor breadth was attributed to the weak binding activity to various spike trimers (Figure 16) . Finally, group 4 NAbs were NTD-specific, including a moderate bnAb ZCP3C2-1 and an Omicron-specific ZCP1B10-1. Consistent with previous discoveries, Omicron breakthrough infection preferred to recall cross-reactive memory B cells elicited by WT-based vaccine but rarely generated Omicron-specific B cells 20, 50-53. All group 1-4 NAbs except for CUP3C9 could cross-bind to the spikes of both WT (D614G) and the Omicron variants (Figure 16) .

[0296] We also compared the fold changes in IC50 values of these 22 NAbs against WT (D614G) and BA.1, respectively. There was no significant waning of neutralizing activities against Alpha, Beta, Gamma and BA. 1 compared with WT (D614G) . More than 50%of NAbs, however, were compromised (>3-fold change in IC50 values) against Delta (Figure 1D, left) . When recently emerged Omicron variants were compared with BA. 1, about 50%of NAbs neutralized BA. 2, BA. 4 / 5 and BE. 1.1 lineages were of comparable potency. However, 60-86%of NAbs showed partially or completely diminished activity to BQ. 1.1, XBB, EG. 5.1 as well as recently circulating JN. 1 and KP. 2 sublineages (Figure 1D, right) . Similar results were obtained when descendent lineages were compared with ancestral BA. 2 (Figure 1E) . Overall, these results indicated that several ultrapotent class I bnAbs were elicited after the Omicron BA. 2 / BA. 5 breakthrough infection by recalling memory B cell responses.

[0297] 6.1.3 Ultrapotent class I bnAbs favor IGHV3-53 / 3-66 clonotypes

[0298] Previously reported NAbs isolated from naturally infected or vaccinated individuals showed distinct patterns of BCR germline gene usage in the heavy chain (HC) and light chain (LC) 6, 54. In this study, we found that the HC V genes of 22 NAbs were enriched with 72.7%IGHV3-53 / 3-66 / 4-39 in contrast to 19.3%IGHV3-30 of 150 non-neutralizing mAbs (non-NAbs) among 25 sub-families (Figure 2A, left) . Meantime, the LC V genes of NAbs involved preferentially 68.2%IGKV1-33 / 1-NL1 / 3-20 in contrast to 62%IGKV1-39 / 3-15 / 3-20 of non-NAbs among 19 sub-families (Figure 2A, right) . While the entire antibody repertoire displayed a pool of diverse clonotypes (Figure 2B) , NAbs belonged to IGHV3-53 / 3-66 (41%) and IGHV4-39 / IGKV1-NL1 (18.2%) clonotypes, respectively, as compared with non-NAbs (Figure 2C) . The predominance of IGHV3-53 / 3-66 paired with various LC genes has previously been documented for class I Nabs 55, 56. Our three ultrapotent bnAbs ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 belonged to IGHV3-53 / 3-66 (Figures 30 and 31) . In contrast, the usage of IGHV4-39 / IGKV1-NL1 by bnAbs CUP2G3 and ZCP2G5-2 has rarely been found among previously published Nabs 57.

[0299] Subsequently, we analyzed NAb sequence variations to understand their evolutional relationship. Based on the pairwise comparison of variable regions (VH and VL) (Figure 17) , the proportions of VH and VL with over 70%sequence identity were 24.4%and 41.7%, respectively (Figure 2D) . Of 22 NAbs compared, four IGHV4-39 / IGKV1-NL1-dereived NAbs (ZCP1B7-1, ZCP2G5-2, ZCP2G11 and CUP2G3) obtained from two individuals shared VH and VL with over 98%identity, suggesting a new public antibody response 58, 59. Despite the sequence variations, there were no significant differences between non-NAbs and NAbs in the length of complementarity determining region 3 (CDR3) and the rate of somatic hypermutation (SHM) in both HC and LC (Figure 2E) . The ultrapotent bnAbs ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 consistently had CDR3 lengths55, 60 around or below the median of all NAbs (Figure 2E, symbols) . Apparently, NAbs with relatively longer CDR3 did not necessarily result in enhanced potency against SARS-CoV-2 variants (Figure 2F) . Overall, these results demonstrated that Omicron breakthrough infection recalled IGHV3-53 / 3-66 clonotypes preferentially in study subjects for generating ultrapotent bnAbs with necessary SHM improving fitness for antigen interaction.

[0300] 6.1.4 Inference of Omicron RBD mutation hotspots on antibody neutralization and evasion

[0301] Although immune imprinting was frequently observed in Omicron breakthrough infections, the recalled WT-primed memory B cells were likely to acquire increased affinity and neutralization potency against exposed viral variants 53, 61. We observed that compared to WT (D614G) , more than 40%of newly identified NAbs had an improvement in neuralization potential against BA. 1 (Figure 1D) , whose mutations are shared by BA. 2, BA. 4 / 5 and other Omicron variants (Figure 3A) . To determine the possible impact of common mutations in Omicron RBD on antibody evolution, group 1-3 NAbs were screened for their neutralizing activities against a panel of 11 BA. 1-derived pseudoviruses that carried mutations reversing to ancestral residues (Figure 18) . By measuring fold changes in IC50 values compared to parental BA. 1 (Figure 3B) , we found that the activities of most NAbs in groups 1-2, including three ultrapotent bnAbs, were influenced moderately (<10-fold) . Notably, the S496G-R498Q mutations accounted for >20-fold neutralization reduction for one of the three ultrapotent bnAbs (ZCP4C9) but did not affect the other two (ZCP3B4 and ZCP4D5-1) , indicating that different binding epitopes existed. In contrast, NAbs in group 3 displayed a >20-fold loss in IC50 values against the majority of pseudoviruses tested. These results suggested that most NAbs in group 1-2 likely directed at conserved epitopes of breakthrough Omicron variants. Moreover, it is possible that they have accommodated the evolved viral mutations. For example, S371F / L-S375F, N440K and S477N-T478K found in Omicron variants contributed to increased neutralizing activity of over 50%of NAbs tested (Figure 3B, bottom) , probably by promoting antibody affinity maturation via SHM. Considering that convergent Omicron RBD mutations cause the antibody-escape of emerging subvariants12, 20, we evaluated the activity of 16 anti-BA. 2 / BA. 4 / 5 NAbs against corresponding pseudoviruses with individual mutation (Figures S10 and S11) . As indicated by fold changes in IC50 values compared with parental BA. 2 or BA. 4 / 5 (Figure 3C, top) , bnAbs in group 1, especially ultrapotent ZCP3B4 and ZCP4C9, were much less vulnerable to the whole panel tested. Ultrapotent ZCP3B4 and ZCP4D5-1 maintained or even enhanced their potency against pseudoviruses tested. Probably, the epitopes of group 1 bnAbs were located outside the highly mutated region. The activity of group 2-3 NAbs, on the other hand, was significantly impaired by several mutations, leading to the complete loss of neutralization against BQ. 1.1, XBB, EG. 5.1 and BA. 2.86 sublineages. L455F / S, F456L, N460K and F486S were the hotspots, conferring >3-fold resistance for 31–45%of NAbs tested (Figure 3C, bottom) . Notably, L455 F / Senhanced HV.1 and JN. 1's ability to evade class I antibodies27. The remaining mutations, including L368I, V445P and F490S found in XBB sublineages, showed limited impact on antibody evasion except for reversed R493Q. Interestingly, R493Q not only benefited ACE-2 binding 11, 20 but also compensated for the activity loss of 31%of NAbs, including the ultrapotent bnAb ZCP4C9.

[0302] These results suggested that epitopes of ultrapotent bnAbs ZCP3B4 and ZCP4C9 in group 1 might include residues critical for viral fitness and less likely to mutate as viral variants evolved 62.

[0303] 6.1.5 Structural insights of ultrapotent bnAbs

[0304] To reveal the molecular mechanisms of ultrapotent bnAbs, we determined the structures of ZCP3B4, ZCP4C9, ZCP4D5-1 and CUP2G3. These bnAbs showed high-affinity binding to the BA. 5 spike trimer at sub-nM concentrations (Figure 21) . Their Fabs in complex with BA. 5 trimers were used for single particle cryo-EM analysis. ZCP3B4-and ZCP4C9-Spike complexes were determined at global resolutions of and  (Figures S13 and S14) , respectively. To further explore the interactions between Fabs and RBDs, we conducted the flexible refinement to improve the local resolution of interactive regional maps at  (ZCP3B4) and  (ZCP4C9) , allowing for atomic model building and epitope analysis (Table S5) . Due to the relatively higher flexibility of the RBD-Fab regions, ZCP4D5-1-and CUP2G3-Spike complexes were determined at resolutions of and  (Figures S15 and S16) , respectively. We managed to identify their binding areas and describe features in broad terms since the allocation of side chains in predicted models was influenced by relatively low resolutions.

[0305] We found that BA. 5 RBDs were all in the ‘up’ conformation after the binding of Fabs (Figure 4A, Spike-Fab side) , indicating that these four bnAbs belonged to class I NAbs as previously described28. Notably, ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 all targeted the receptor binding motif (RBM) mainly via VH mimicking the binding mode of ACE-2. Despite their highly similar binding poses, the buried areas varied due to disparate mainchain distances between antibody and RBD, as well as the angles of approach. ZCP3B4 buried a smaller surface area of 982.9  primarily contributed by VH (17 BSA residues involved) as its VL was further away from the top right of RBD (Figure 22A; top) . ZCP4C9 and ZCP4D5-1 relied on both VH and VL to bury surface areas of 1301.4  (29 BSA residues involved) and 1112.7  (22 BSA residues involved) , respectively (Figures 4A, Epitope / buried surface area (BSA) and S18A; Figure 29, top) . At the binding interfaces, ZCP3B4 and ZCP4C9 consistently utilized complementarity-determining region (CDR) -H1 / 2 / 3 and CDR-L1 / 3 to target RBD (Figure 4A, Epitope / BSA) and formed tight interactions through 14 and 12 hydrogen bonds, respectively (Figures 26 and 27) . Their epitopes were similar and primarily located on a conserved region of RBM, extensively overlapping with the binding site of ACE-2 (Figure 4A, Epitope / BSA) . Moreover, the footprints of ZCP3B4 and ZCP4C9 avoided most of the mutation sites in RBD to minimize the impact of immune escape from Omicron subvariants. They did not contain any convergent mutations20 carried by BQ. 1.1, XBB, EG. 5.1 or BA. 2.86 sublineages (Figure 29, bottom) . ZCP4D5-1 shared most BSA residues with ZCP4C9 (Figure 29, top) , but did not display comparable potency against HK. 3, HV. 1, JN. 1 and KP. 2, indicating their differences in binding epitopes. These results explained the molecular mechanism underlying ultrapotent class I bNAbs with exceptional fitness for breadth across a broad range of SARS-CoV-2 variants.

[0306] ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 displayed some common features with recently isolated IGHV3-53 / 3-66 class I NAbs (P5S-2B10, P5S-1H154 and S728-115763) induced by WT SARS-CoV-2 infection, such as similar binding modes and epitopes (Figure 4H) . Despite the similarities, our ultrapotent bnAbs had some unique sequence and structural variations that endowed them with better fitness for local epitopes. Compared to the HCs of P5S-2B10, P5S-1H1 and S728-1157, ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 contained more mutated HCDRs (Figure 5B) . In the CDR-H2, while the conserved 53SGGS56 motif was the key for mediating the antibody-antigen interaction, S53 was consistently substituted by Proline among our bnAbs (Figures 4H and 5B, underlined) , strengthening the hydrophobic interaction between L455 and F456 in RBD. Moreover, the relatively longer CDR-H3 of ZCP3B4 and ZCP4C9 allowed residues introduced by somatic mutations rather than germline-encoded residues to interact more closely with the RBD surface (Figures 4I and 5B) .

[0307] The IGHV4-39 / IGKV1-NL1-derived bnAb CUP2G3 adopted a previously unrecognized class I NAb binding mode in which VL and VH targeted the ‘neck’and ‘mesa’ of RBM 29, respectively (Figure 5A, Spike-Fab side) . It buried a large RBD surface area (VH:  VL:  ) using both CDR1-3 and framework regions (FRs) (Figure 5A, Epitope / BSA) , involving 32 RBD residues that completely overlapped with ACE-2 epitopes (Table S6, top) . As a result, the breadth of CUP2G3 was attributed to the expanded interaction with RBD for effective blocking of ACE2 binding. Interestingly, CUP2G3 was clonally related with the other two NAbs ZCP1B7-1 and ZCP2G11 as indicated by the sequence alignment but differed in neutralizing breadth (Figure 1C) , which might be attributed to a few mutations in FRs rather than CDRs (Figure 5B) . The buried area of CUP2G3 accommodated 15 SARS-CoV-2 mutation sites (RBD 403, 405, 417, 446, 452, 455, 456, 477, 484, 486, 493, 496, 498, 501 and 505) , in which substitutions could impact the efficacy of previously reported class I NAbs9, 10, 22, 27, 64. However, most of these mutations except for F486S / P did not diminish CUP2G3 neutralization (Figure 3A, C) , indicating that this bnAb was able to tolerate mutations within or close to epitopes. Due to this structural fitness, CUP2G3 maintained IC50 values below 10 ng / mL against most Omicron variants but with reduced potency against the XBB and EG. 5.1 sublineages.

[0308] 6.1.6 Efficacy of ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 against BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5

[0309] To determine the in vivo efficacy of ultrapotent ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1, we tested these bnAbs in separate groups against live SARS-CoV-2 variants using our well-established golden Syrian hamster model13 (Figure 6A) . Considering that ZCP3B4 and ZCP4C9 were able to reduce the amount of live infectious viruses in the NT more significantly than ZCP4D5-1, we sought to determine whether the lead bnAb ZCP3B4 could prevent SARS-CoV-2 contact transmission. For this purpose, we designed and conducted an experiment of preventing natural co-housing transmission (Figure 7A) . One day prior to the viral challenge, bnAbs were administered intra-peritoneally (i. p. ) at 4.5 mg / kg into 3 groups of 15 hamsters (n = 5 per group) , respectively. The control group (n = 6) was pretreated with PBS. Omicron BA. 5, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 are co-circulating in human communities. Mixed viral challenge experiments have already been used to demonstrate distinct replication fitness of Omicron variants in animal models65. We, therefore, sought to determine the protective potency of our lead bnAbs in hamsters challenged intranasally with 105 PFU of mixed BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 at a 1: 1: 1 ratio to mimic the co-infection. Post-challenge, they were monitored for daily weight changes and euthanized at day 4 to harvest lungs and nasal turbinate (NT) . XBB. 1.5 had a competitive growth advantage over BA. 5.2 and BQ. 1.1 in both lungs and NT of hamsters without antibody pre-treatment (Figure 6B) , but both BA. 5.2 and BQ. 1.1 were still detected at low frequencies. The infection resulted in about 6%body weight loss over time in the PBS group, and no significant decrease was observed for bnAb-pretreated hamsters (Figure 6C) . Critically, pre-treatment with ZCP3B4 and ZCP4C9 prevented the lung infection with undetectable infectious PFU, while ZCP4D5-1 reduced viral titers by more than 3 logs (Figure 6D, left) . Minimal lung lesions were observed by histopathological analysis in hamsters pre-treated with bNAbs. Control hamsters, however, developed severe interstitial pneumonia with perivascular inflammatory cell infiltration, diffuse alveolar damage, alveolar septa thickness, edema of homogeneously pink materials and some hemorrhage foci (Figure 6E, top) . In the NT, lower infectious PFU were consistently observed in ZCP3B4-and ZCP4C9-pretreated hamsters (Figure 6D, right) , but tissue staining consistently revealed the substantial infiltration of submucosal immune cells as well as various amounts of damage to the respiratory and olfactory epithelium in each experimental group (Figure 6E, bottom) . These results demonstrated that ZCP3B4 and ZCP4C9 achieved significantly better protection than ZCP4D5-1 in preventing BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 infections especially in lungs.

[0310] Considering that ZCP3B4 and ZCP4C9 were able to reduce the amount of live infectious viruses in the NT more significantly than ZCP4D5-1, we sought to determine whether the lead bnAbs could prevent SARS-CoV-2 contact transmission. For this purpose, we designed and conducted an experiment of preventing natural co-housing transmission (Figure 7A) . Two days prior to the co-housing, index hamsters (n=6) were inoculated intranasally with 105 PFU of the same stock of variant mixture containing BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5. Two days later, the treated group (n=6) was administered intranasally with ZCP3B4 at 4.5 mg / kg, and the control group (n = 6) was treated by PBS 8 hours before being co-housed with index hamsters at a 2: 1 ratio. After 4 hours of co-housing, index hamsters were euthanized immediately. Each ZCP3B4-treated and PBS-treated hamster was then separated, housed in individual cages, and euthanized at 4 dpi to harvest lungs and NT. We found that infectious viral titers were higher in the NT than in the lungs of control hamsters, modeling the situation of acute cases post-viral transmission45.

[0311] Importantly, ZCP3B4 prevented viral contact transmission without measurable live infectious virus in both lung and NT except for one animal that had a low PFU number in NT (Figure 7B) . Histopathological staining results of index and control hamsters showed consistently severe lung lesions, as well as inflammatory cell infiltration and damaged epithelium in the NT (Figure 7C) . Abundant infected cells (NP+) were also found in lungs and NT (Figure 7D) . Notably, less diffuse alveolar damage and inflammatory cell infiltration in the lung were observed in this experiment than in the prophylactic study. We assumed that the discrepancy was likely due to the age difference because older hamsters were used in the first experiment. As expected, both lung and NT tissues derived from ZCP3B4-treated hamsters were normal (Figure 7C) . In addition, no NP+ cells were found in the entire NT tissue sections in 5 / 6 ZCP3B4-treated hamsters (Figure 7D) . These results demonstrated that ZCP3B4 could completely prevent BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 infections via contact transmission.

[0312] 6.2 Discussion

[0313] In this study, we isolated a total of 172 mAbs from convalescents after Omicron BA. 2 / BA. 5 breakthrough infections by single B cell cloning technique. We found that 10 out of 22 NAbs were bnAbs with cross-neutralizing activities against major Omicron lineages including BA. 5, XBB, and BA. 2.86. Among them, three lead ultrapotent ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 were derived from public clonotypes IGHV3-53 / 3-66 and showed IC50 values less than 10 ng / mL. Such ultrapotency and breadth have rarely been documented with NAbs cloned from the same clonotypes by analyzing current literatures and the CoV-AbDab57. Mechanistically, instead of targeting the cryptic and conserved RBD epitopes like class IV bnAbs, these ultrapotent neutralizers belonged to class I bnAbs by structural analysis. They had undergone somatic hypermutations with exceptional fitness to interact with the RBM and accommodated the documented mutations in Omicron subvariants. This resulted in remarkable breadth and effective protection against contact transmission of live BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 strains.

[0314] Immunological imprinting after Omicron breakthrough infection induced cross-reactive NAb responses primarily against both WT and Omicron rather than Omicron-specific NAbs 7, 50, 51, 66. Consistently, we found that 99.5%of newly identified NAbs could cross-bind to WT and Omicron, which were likely derived from memory B cells previously elicited by vaccinations. (Figure 16) . During the breakthrough infection, NAbs often underwent maturation driven by somatic hypermutations after Omicron antigen exposure61. In support of this notion, 66.7%of RBD-targeted NAbs, including ultrapotent ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1, displayed better neutralization efficacy against BA. 1 than BA. 1 with reversed mutations (Figure 3A) . This potentially improved their interaction with mutated sites. Notably, WT-based vaccination alone was insufficient to induce such bnAbs with exceptional fitness because our previous study demonstrated that two doses of BNT162b2 vaccinations only induced the ultrapotent class I bnAb ZCB11 from the same person13. ZCB11 was encoded by IGHV1-58 / IGKV3-20 and lost its neutralizing activity significantly after the emergence of BA. 4 / 5, primarily due to the mutation of F486V11. Surprisingly, after the BA. 5 breakthrough infection in this person, newly cloned ultrapotent class I bnAbs were not further matured from IGHV1-58 / IGKV3-20 of ZCB11. Instead, ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 were from public antibody clonotypes IGHV3-53 / IGHV3-66 paired with various germline LC genes41. Only 1 of 166 newly isolated mAbs namely ZCP1F7 utilized the identical V genes of ZCB11 but they shared a relatively low sequence identity (Figures 12 and 17) . These results demonstrated that ultrapotent bnAbs ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1 encoded by IGHV3-53 / 3-66 likely possessed unique biochemical and structural features that rendered them natural fitness in binding and highly complementary in shape to the RBM of both WT and Omicron variants28. In other words, the induction of these ultrapotent bnAbs was not from further maturation of the B cell clonotype encoding the pre-existing ultrapotent ZCB11, but rather from other clonotypes with exceptional fitness for the conserved Omicron spike epitopes.

[0315] Currently, few existing NAbs exhibited similar ultrapotency and breadth to our newly identified class I bnAbs against presently circulating BA. 2.86, XBB. 1.5, EG. 5.1, JN. 1 and KP. 2 sublineages23, 27. The cryo-EM structural analysis revealed the neutralization mechanism of ZCP3B4, ZCP4C9, ZCP4D5-1 and CUP2G3 (Figure 4A) . These new bnAbs consistently targeted the top RBM surface of the ‘up’ RBD like previously reported class I NAbs including ZCB1113. This class of antibodies included several ultrapotent NAbs against SARS-CoV-2 variants13. Their potency and breadth, however, have reduced significantly due to newly emerged Omicron escape sublineages attributed to K417N / T, E484K / A, L455 F / S, F456L, N501Y and F486 V / S / P mutations found in Omicron escape sublineages9, 12, 27, 67. Some studies, therefore, emphasized outer-face-targeting antibodies categorized in class II / III as a research focus for identifying ultrapotent bnAbs against VOCs 29. We and others reported that class II / III NAbs might exhibit greater breadth 18, 35, 68, but few could neutralize BA. 5 lineage and later dominant subvariants with ultrapotency20. The footprints of ZCP3B4 and ZCP4C9, however, were almost retained throughout viral evolution and did not contain any convergent mutations and the specific mutations found in predominant XBB, EG. 5.1 or BA. 2.86 lineages22 (Figure 29, bottom) . Moreover, ZCP3B4 and ZCP4C9 could generate hydrogen bonds, particularly with mutated residues N417, N477 and H505 (Figure 4B-F) . These results demonstrated that ZCP3B4 and ZCP4C9 have gained structural fitness to cross-neutralize both WT and Omicron sublineages by targeting the conserved region of RBM and accommodating the mutated epitopes. Although RBDs of the Omicron spike trimer prefer to stably maintain in ‘down’s tate18, competing with ACE-2 for binding RBDs in ‘up’s tate remains a major mode of action for ultrapotent bnAbs. The unique evolution of our ultrapotent bnAbs for targeting RBM has not been well investigated. For existing class I IGHV3-53 / 3-66 NAbs, such as P5S-2B10, P5S-1H1 and S728-1157, it has been well-documented that their binding to RBM relied significantly on the hydrogen-bond network mediated by two signature motifs combined with the relatively short CDR-H339. These motifs included 32NY33 in CDR-H1 and 53SGGS56 in CDR-H2. In contrast, for ZCP3B4, ZCP4C9 and ZCP4D5-1, the S53 was consistently substituted by Proline to generate a hydrophobic interaction with the ‘neck’ of RBD (Figures 4H and 5B, underlined) . Meanwhile, their slightly longer CDR-H3 allowed extensive interaction with Q493 / S494 in the valley of RBD (Figure 4I) . These unique modifications introduced by somatic mutations contributed to the exceptional breadth and ultrapotency of our bnAbs. To induce similar bnAbs for protection, vaccine design may consider the expression of stable RBDs of Omicron spike trimer in ‘up’ conformation for reactivating the family of IGHV3-53 / 3-66 antibody clonotypes. To control the RBD ‘up’  /  ‘down’ equilibrium, double or quadruple mutations could be introduced into the spike subdomains52. Glycan silencing could be explored to mask the unwanted epitopes by introducing the N-linked glycosylation motif into regions outside the bnAbs footprints 53, 54. For CUP2G3, there were no prior NAb structures for comparison as it was from a rarely reported clonotype IGHV4-39 / IGKV1-NL1 that accounted for < 0.08%as documented in CoV-AbDab for mAb repertories40. Unlike typical class I NAbs, CUP2G3 primarily relied on VL rather than VH to target the ‘peak’and ‘neck’ of RBM27, extensively overlapping with the major ACE-2 epitopes (RBD 417-493) 55 (Figure 5A) . Its distinct binding angle to RBD allowed both CDRs and FR to bury surface area mainly through germline-encoded residues (Figure 5B) . Since CUP2G3-like bnAbs have been rarely isolated from convalescent individuals, its implication for the rational design of vaccine remains to be investigated.

[0316] Sequentially emerged Omicron BA. 1, BA. 2, BA. 5 sublineages have been gaining intrinsic replication fitness, resulting in multiple waves of widespread SARS-CoV-2 infections across the world65. Our study continued to prove the in vivo replication advantage of later subvariant XBB. 1.5 over BA. 5 and BQ. 1.1 (Figure 6B) , which may associate with its enhanced transmissibility. The co-circulation of such highly transmissible strains outcompeted the development of clinical bnAb-based therapy to treat SARS-CoV-2 infection or co-infection, and most antibody drugs are no longer useful because of their reduced efficacy against Omicron escape mutants. For example, Bebtelovimab (LY-CoV1404) significantly lost cross-neutralizing activity against highly transmissible variants BQ. 1.1 and XBB. 1.520 (Figure 1C) . The finding of several ultrapotent bnAbs in this study has shed light not only on understanding the exceptional fitness of memory B cells in response to vaccine breakthrough infections, but also on discovering new ultrapotent bnAbs for clinical use. Furthermore, we demonstrated that ultrapotent bnAbs consistently displayed in vivo efficacy in reducing the lung infection and damage against intranasal challenge by using BA. 5, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 in the hamster model (Figure 6D and E) .Despite their similar in vitro ultrapotency, ZCP3B4 and ZCP4C9 performed better than ZCP4D5-1 in reducing nasal viral replication in hamsters. Critically, ZCP3B4 was able to significantly prevent contact transmission by those variants (Figure 7) . Since few existing NAbs show similar in vivo efficacy in preventing nasal infection and contact transmission against BA. 5, BQ. 1.1 and XBB. 1.513, 71, 72, ZCP3B4 may have the potential to be developed for future clinical use. Finally, our understanding of bnAbs structural insights and the antibody-antigen interaction will help antibody engineering for enhanced potency and breadth.

[0317] 6.3 Materials and methods

[0318] 6.3.1 Ethics

[0319] This acquisition of blood samples from vaccinated convalescent donors for identification of broad neutralizing activities and isolation of potent monoclonal antibodies against COVID-19 received approval from the Institutional Review Board of The University of Hong Kong / Hospital Authority Hong Kong West Cluster (Ref No. UW 21-452) . The research was conducted in strict accordance with the rules and regulations of the Hong Kong government for the protection of human subjects. The study subjects agreed and signed the written informed consents for research use of their blood samples and indirect identifiers.

[0320] 6.3.2 Human subject

[0321] 11 Omicron BA. 2 case-patients7 receiving 3 doses of Sinovac (n = 5) or BNT162b2 (n = 6) , and one Omicron BA. 5 case-patient13 who received 3 doses of BNT162b2 before symptom onset were recruited for voluntary blood donation. Clinical and laboratory findings were entered into a predesigned database. Written informed consent was obtained from all study subjects. Blood samples were collected by professional clinical doctors and separated into plasma and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) by Ficoll-Hypaque gradient centrifugation. All plasma samples were heat-inactivated at 56 ℃ for at least 30 min before the test.

[0322] 6.3.3 Live viruses

[0323] Authentic SARS-CoV-2 included Omicron BA. 5.2 (hCoV-19 / Hong Kong / HKU-220712-005 / 2022; GISAID: EPL_ISL_13777658) , Omicron BQ. 1.1 (hCoV-19 / Hong Kong / HKU; GISAID: EPL_ISL_16342297) , and Omicron XBB. 1.5 (hCoV-19 / Hong Kong / HKU; GISAID: EPL_ISL_17205250) were isolated from the combined nasopharyngeal-throat swabs of patients with COVID-19 in Hong Kong, respectively34. All experiments involving authentic SARS-CoV-2 followed the approved standard operating procedures in Biosafety Level 3 (BSL-3) .

[0324] 6.3.4 Cell lines

[0325] Cell lines were maintained as previously described35. HEK293T cells were cultured in DMEM containing 10%FBS, 100 U / mL penicillin and incubated at 37 ℃ in a 5%CO2 setting. The above medium added with puromycin (1 μg / mL) was used for culturing HEK293T-hACE2, respectively. Expi293FTM cells were cultured in Expi293TM Expression Medium (Thermo Fisher Scientific) at 37 ℃ in an incubator with 80%relative humidity and a 5%CO2 setting on an orbital shaker platform at 125 ± 5 rpm / min (New Brunswick InnovaTM 2100) according to the manufacturer’s instructions.

[0326] 6.3.5 Isolation of SARS-CoV-2 RBD / spike-specific IgG+ single memory B cells by FACS

[0327] RBD / spike-specific single memory B cells were sorted as previously described13, 35. In brief, PBMCs from vaccinated convalescent donors were collected and incubated with an antibody cocktail and a His-tagged SARS-CoV-2 RBD / spike (Sino Biological) protein mixture for identification of RBD / spike-specific B cells. WT / BA. 1 / BA. 2 RBDs combined with

[0328] WT / BA. 1 / BA. 2 spikes were used as sorting antigens for donor CUs, and

[0329] BA. 1 / BA. 2 / BA. 2.12.1 / BA. 5 spikes were used for donor ZC (5 μg / protein) , respectively. The cocktail consisted of the Zombie viability dye (Biolegend) , CD19-Percp-Cy5.5, CD3-Pacific Blue, CD14-Pacific Blue, CD56-Pacific Blue, IgM-Pacific Blue, IgD-Pacific Blue, IgG-PE, CD27-PE-Cy7 (2 μL / test BD Biosciences or Biolegend) . The mixture consisted of His-tagged WT, Omicron BA. 1, BA. 2, BA. 2.12.1, or BA. 5 RBD / spike. Two consecutive staining steps were conducted: the first one used an antibody and RBD / spike cocktail incubation of 30 min at 4 ℃; the second staining involved staining with anti-His-APC (10 μL / test Abcam) and anti-His-FITC antibodies (2 μL / test Abcam) at 4 ℃ for 30 min to detect the His-tag of RBD / spike. The stained cells were washed and resuspended in PBS containing 2%FBS before being strained through a 70-μm cell mesh filter (BD Biosciences) . SARS-CoV-2 RBD / spike-specific single B cells were gated as CD19+CD27+CD3-CD14-CD56-IgM-IgD-IgG+RBD / spike+ and sorted by FACSAria III cell sorter (BD) into 96-well PCR plates containing 10 μL of RNAase inhibiting RT-PCR catch buffer (1 M Tris-HCl pH 8.0, RNase inhibitor, DEPC-treated water, Thermo Scientific) . Plates were then snap-frozen on dry ice and stored at -80 ℃ until the reverse transcription reaction. The population analysis of antigen-specific memory B cells was performed by FlowJo V10.

[0330] 6.3.6 Single B cell RT-PCR and antibody cloning

[0331] Single memory B cells isolated from PBMCs of vaccinated convalescent donors were cloned as previously described35. Briefly, one-step RT-PCR was performed on sorted single memory B cells with a gene-specific primer mix, followed by nested PCR amplifications and sequencing using heavy chain and light chain-specific primers. Cloning PCR was then performed using heavy chain and light chain-specific primers containing specific restriction enzyme cutting sites (heavy chain, 5′-AgeI / 3′-SalI; kappa chain, 5′-AgeI / 3′-BsiWI) . The PCR products were purified and cloned into the backbone of human Igγ1 or Igk expression vectors using T4 ligase (NEB) . The constructed plasmids containing paired heavy and light chain expression cassettes were co-transfected into HEK293T cells grown in 6-well plates. Antigen-specific ELISA and pseudovirus-based neutralization assays were used to analyze the binding capacity to SARS-CoV-2 spike trimers and different domains, as well as the neutralization capacity of transfected culture supernatants, respectively.

[0332] 6.3.7 Genetic analysis of the BCR repertoire

[0333] Heavy chain and light chain germline assignment, framework region annotation, determination of somatic hypermutation (SHM) levels (in nucleotides) and CDR loop lengths (in amino acids) were performed with the aid of the NCBI IgBlast tool (https:  / / www. ncbi. nlm. nih. gov / igblast / ) as previously described50. Sequences were aligned using Clustal W in SnapGene 5.2. Antibody clonotypes were defined as a set of sequences encoded by the same immunoglobulin-heavy variable (IGHV) gene and with similar complementarity-determining region (CDR) H3 sequences.

[0334] 6.3.8 Antibody production and purification

[0335] Antibodies were produced and purified as previously described50. Paired heavy and light chain plasmids were co-transfected into Expi293FTM cells grown in the 250 mL flask for 5-7 days.

[0336] Antibodies produced from cell culture supernatants were purified immediately by affinity chromatography using recombinant Protein G-Agarose (Thermo Scientific) according to the manufacturer’s instructions to purify IgG. The purified antibodies were concentrated by an Amicon ultracentrifuge filter device (molecular weight cut-off 10 kDa; Millipore) to a volume of 0.2-0.5 mL in PBS (Life Technologies) then stored at 4 ℃ for further characterization.

[0337] 6.3.9 ELISA analysis of antibody binding to trimeric spike

[0338] ELISA was performed as previously described50. The recombinant trimeric spike proteins derived from SARS-CoV-2 (Sino Biological) were diluted to final concentrations of 1 μg / mL, coated onto 96-well plates (Corning 3690) and incubated at 4 ℃ overnight. Plates were washed with PBST (PBS containing 0.05%Tween-20) and blocked with blocking buffer (PBS containing 4%skim milk) at 37 ℃ for 1 hour. Serially diluted isolated monoclonal antibodies were added to the plates and incubated at 37 ℃ for 1 hour. Wells were then incubated with a secondary goat anti-human IgG labeled with horseradish peroxidase (HRP) (1: 5000 Invitrogen) . TMB substrate (SIGMA) . Optical density (OD) at 450 nm was measured by SkanIt RE6.1 with VARIOSKAN Lux (Thermo Scientific) .

[0339] 6.3.10 Epitope mapping by ELISA

[0340] Competition ELISA was performed as previously described60. Purified mAbs were biotin-labeled using One-Step Antibody Biotinylation Kit (Miltenyi Biotec) following the manufacturer’s recommendations and purified using the Amicon ultracentrifuge filter device (10 kDa, Millipore) . Competitor antibodies (50 μL) were added into trimeric spike-precoated ELISA plates and incubated at 37 ℃ for 1 hour. Wells were then incubated with serially diluted biotinylated antibodies (50 μL) at a concentration that achieves an OD450 reading of 2-3 in the absence of competitor antibodies. Plates were incubated at 37 ℃ for 1 hour, and 50 μL of 500-fold diluted Avidin-HRP (ThermoFisher Scientific) was added into each well and incubated for another 1 hour at 37 ℃. The plates were washed with PBST between each of the previous steps and developed afterwards with TMB substrate (SIGMA) and OD450 was measured by SkanIt RE6.1 with VARIOSKAN Lux (Thermo Scientific) after the reaction was stopped. The relative binding of biotinylated antibodies to the spike in the presence of competitors was normalized by comparing to competitor-free controls (PBS containing 4%skim milk) . Relative binding curve and the area under curve (AUC) were generated by GraphPad Prism 9.4.1.

[0341] 6.3.11 Pseudovirus-based neutralization assay

[0342] The neutralizing activity of NAbs was determined using a pseudotype-based neutralization assay as previously described35. Briefly, the pseudovirus was generated by co-transfection of HEK 293 T cells with pVax-1-S-COVID19, pCMV3-SARS-CoV-2-S_Δ18 and pNL4-3Luc_Env_Vpr, carrying the optimized gene of spike (S) and the human immunodeficiency virus type 1 backbone, respectively3. The viral supernatant was collected 48 hours post-transfection and frozen at -80 ℃ until use. The serially diluted monoclonal antibodies or sera were incubated with 200 TCID50 of pseudovirus at 37 ℃ for 1 hour. The antibody-virus mixtures were subsequently added to pre-seeded HEK 293T-ACE2 cells. 48 hours later, infected cells were lysed to measure luciferase activity using a commercial kit (Promega, Madison, WI) . Half-maximal inhibitory concentrations (IC50) of the evaluated antibody were determined by inhibitor vs. normalized response-3 Variable slope using GraphPad Prism 9.4.1.

[0343] 6.3.12 Antibody binding kinetics of antibodies measured by Surface Plasmon Resonance (SPR)

[0344] The binding kinetics and affinity of antibodies for the Omicron BA. 5 spike trimer protein (Sino Biological) were analyzed by SPR (Biacore T200, Cytiva) as previously described35.

[0345] Specifically, the spike protein was covalently immobilized to a CM5 sensor chip via amine groups in 10 mM sodium acetate buffer (pH 5.0) for a final RU of around 250. SPR assays were run at a flow rate of 10 μL / min in HEPES buffer. For conventional kinetic / dose-response, serial dilutions of monoclonal antibodies were injected across the RBD protein surface for 180s followed by a 900 s dissociation phase using a multi-cycle method. The remaining analytes were removed in the surface regeneration step with the injection of 10 mM glycine-HCl (pH 1.5) for 60 s at a flow rate of 30 μL / min. Kinetic analysis of each reference subtracted injection series was performed using the Biacore Insight Evaluation Software (Cytiva) . All sensorgram series were fit to a 1: 1 (Langmuir) binding model of interaction.

[0346] 6.3.13 IgG digestion

[0347] Fab fragments of ZCP3B4, ZCP4C9, ZCP4D5-1 and CUP2G3 were produced by digestion with PierceTM Fab Preparation Kit (Thermo) . The prepared IgG sample (4 mg) was added to the spin column tube containing the equilibrated Immobilized Papain. Incubate The digestion reaction was incubated at 37℃ for 5 hours with constant mixing. The resulting Fabs were purified from the cleaved Fc domain by affinity chromatography using protein A. All Fabs were buffer-exchanged into PBS, pH 7.4 prior to cryo-EM.

[0348] 6.3.14 Cryo-EM data collection and processing

[0349] Cryo-EM data collection was conducted using a Titan Krios G3 transmission electron microscope. It is equipped with a Gatan K3 direct electron detector and a Bio Quantum energy filter with a 20-eV slit width in the Biological Cryo-EM Center of HKUST. Automated data collection was performed using the EPU software manufactured by Thermo Fisher, with 40-frame movies collected at a total dose of about 50 e- / and 4.5 s exposure time. The counting mode of K3 was utilized to collect data, with the magnitude set at 81,000x and the defocus range set at -1.0 to -2.5 μm. The collected movies for ZCP3B4, ZCP4C9, ZCP4D5-1, and CUP2G3 were motion corrected and CTF estimated in cryoSPARC36. The micrographs were manually checked. Particles were picked based on a reference template and extracted from the micrographs. The extracted particles were subjected to 2D classification. Particles from good 2D classes were selected for further 3D classification. For all four datasets, the data processing workflows were generally similar. Particles were picked based on the 2D average results, and the initial model was constructed by the picked particles with clear features and functioned as a reference for further heterogeneous refinement. CTF refinement and non-uniform refinement were used to obtain a higher-resolution map. For focused 3D classification, particles with clear density of bound Fabs were selected, and flexible refinement by cryoSPARC was utilized to resolve the flexible RBD-Fab region more clearly. For the ZCP4D5-1-Spike complex, we imported the particles into RELION37 for an additional focused 3D classification during the data processing.

[0350] 6.3.15 Model building

[0351] The Omicron BA. 5 RBD model was built based on the BA. 1 RBD model (PDB code: 7U0N) 38, and models for Fabs were predicted by AlphaFold39. These models were used as initial models to dock into the cryo-EM density map, and the initial models were adjusted manually using Coot40 and refined in Coot and Phenix41. Structural analysis was conducted in UCSF Chimera42 and UCSF ChimeraX43.

[0352] 6.3.16 Hamster model and experiments

[0353] In vivo evaluation of monoclonal antibodies in the established golden Syrian hamster model of SARS-CoV-2 infection was performed as described previously 13, 44, 45. Female and male hamsters were purchased from the Chinese University of Hong Kong Laboratory Animal Service Centre through the HKU Centre for Comparative Medicine Research. 4-5 hamsters were housed per cage with sawdust bedding and environment enrichment. The hamsters were housed with free access to standard pellet feed and water ad libitum until the live virus challenge in our BSL-3 animal facility. They were randomized from different litters into experimental groups. Experiments were performed in compliance with the relevant ethical regulations44. For prophylaxis studies13, 1 day before the live virus challenge, three groups of hamsters were intraperitoneally injected with one dose of bnAbs ZCP3B4, ZCP4C9 or ZCP4D5-1 in PBS at 4.5 mg / kg, respectively. At day 0, each hamster was intranasally inoculated with a challenge dose of 100 μL of Dulbecco’s Modified Eagle Medium containing 105 PFU of a mixture of Omicron BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5 variants (1: 1: 1 ratio) under anesthesia with intraperitoneal ketamine (200 mg / kg) and xylazine (10 mg / kg) . Accordingly, all hamsters were sacrificed for analysis at 4 days post infection (dpi) after virus challenge with high viral loads44. The contact transmission studies were performed as previously described45 with slight modification. Briefly, index hamsters were intranasally challenged with 105 PFU of a mixture of Omicron BA. 5.2, BQ.1.1 and XBB. 1.5 variants (1: 1: 1 ratio) at 0 dpi. Two groups of hamsters were intranasally administered with PBS and ZCP3B4 at 2 dpi, respectively. 8 hours later, each virus-challenged index hamster was transferred to a new cage with two PBS-or antibody-treated hamsters as close contact. They were co-housed for 4 hours before being transferred to separate new cages. The index and contact hamsters were sacrificed at 2 dpi and 2 days post-exposure, respectively. The hamsters were monitored daily for clinical signs of disease. Syrian hamsters typically clear viruses within one week after SARS-CoV-2 infection. Quantification of the infectious virus was performed by plaque assay as we described previously13. Briefly, serial 10-fold dilutions of each tissue homogenate were inoculated in a Vero-E6 cell monolayer in quadruplicate and cultured in DMEM supplemented with 1%FBS and penicillin / streptomcycin. The plates were observed for cytopathic effects at day 4. Plaque-forming units (PFUs) were calculated by the number of plaques multiplied by the dilution factor and expressed as PFU / mL of tissue homogenate.

[0354] 6.3.17 Histopathological analysis and immunofluorescence (IF) staining

[0355] Hematoxylin and Eosin (H&E) as well as immunofluorescence (IF) staining was performed as previously described13. Lung sections were collected, fixed in the 4%formaldehyde solution and embedded in paraffin for H&E staining. The whole tissue sections after H&E staining were scanned and analyzed using the Akoya Vectra PolarisTM Automated Quantitative Pathology Imaging System. The IF staining was conducted for identification and localization of SARS-CoV-2 nucleocapsid protein (NP) using a rabbit anti-SARS-CoV-2-N antibody (1: 5000) together with Alexa Fluor 488-conjugated goat anti-rabbit IgG antibody (1: 1000 Life Technologies) . The images of the lung tissue section were captured using the Carl Zeiss LSM 900 confocal microscope and analyzed using the ZEN 3.3 software (Blue edition) .

[0356] 6.3.18 Quantification of relative amounts of Omicron variants in mixed specimens

[0357] The next-generation sequencing was performed as previously described45. The extracted RNA from tissues was reversed transcribed into cDNA using SuperScriptTM IV reverse transcriptase (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA) . The cDNA was then amplified using ARTIC network nCoV-2019 primers v3 (Integrated DNA Technologies, Coralville, IA) using High-Fidelity DNA Polymerase (New England Biolabs, Ipswich, Massachusetts, United States) as we described previously with minor modifications and only the spike gene region was amplified73. The PCR amplicons were purified using AMPure XP beads (Beckman Coulter, Brea, CA) and quantified by Qubit (Thermo Fisher Scientific) . The Illumina libraries were prepared using the KAPA HyperPrep Kit (Roche Applied Science, Penzberg, Germany) using 100 ng as input following the manufacture protocol with double-sided size selection to select adapter ligated libraries with the size range 300-750 bp. PCR was performed for library enrichment followed by purification using AMPure XP beads. The enriched libraries were validated using gel electrophoresis, Qubit and qPCR for quality control analysis. The libraries were denatured and diluted to optimal concentration prior sequencing on the Illumina MiSeq System using the MiSeq Reagent Kit v3 (600-cycle) (Illumina, San Diego, CA) for paired-end sequencing (PE301) . The output fastq files were subjected to adapter removal using FASTP71. The pair end reads were then combined into one read using Paired-End reAd merger (PEAR) . Reads with mean Q score less than 20 and merged length shorter than 200 were removed. The first and last 30 bp of each merged reads were trimmed to remove PCR primers. Then, the reads were mapped to NC_045512.2 using BWA MEM. Finally, base compositions from representative positions for each lineage were extracted using the Pysamstats library. Positions with coverage less than 250 were not included in the calculation. The ratios between variants were calculated based on the ratio of reads containing the spike mutations and deletion (G16935A, A22893C, T22942A, C28312T, T21810C, T22200A, C22664A, T22942G, A21993-, G22599C, T22942G and A28330G) . The ratios of the variants obtained from different mutations were averaged to produce the final result.

[0358] 6.3.19 Quantification and statistical analysis

[0359] Statistical analysis was performed using GraphPad Prism 9.4.1 as previously described35.

[0360] Ordinary one-way ANOVA and multiple comparisons were used to compare group means and differences between multiple groups. A P value <0.05 was considered significant. The number of independent replicates performed, the number of animals in each group, and the specific details of statistical tests are reported in the figure legends and the methods section.

[0361] 6.3.20 Data availability

[0362] Cryo-EM density maps have been deposited in the Electron Microscopy Data Bank with accession codes EMD-36789 (BA. 5 spike-ZCP3B4 Fab) , EMD-36788 (BA. 5 spike-ZCP4C9 Fab) , EMD-36949 (BA. 5 spike-ZCP4D5-1 Fab) and EMD-36950 (BA. 5 spike-CUP2G3 Fab) . Atomic coordinates have been deposited in the Protein Data Bank with accession codes 8K19 (BA. 5 RBD-ZCP3B4 Fab) and 8K18 (BA. 5 RBD-ZCP4C9 Fab) .

[0363] Exemplary products, systems and methods are set out in the following items:

[0364] 1. A SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising:

[0365] (a) a heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and

[0366] (b) a light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0367] 2. The monoclonal antibody of item 1 wherein the heavy chain variable region (VH) comprises about 80%-85%, about 85%-90%, about 90%-95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99%or about 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22 and wherein the light chain variable region (VL) comprises about 80%-85%, about 85%-90%, about 90%-95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99%or about 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0368] 3. The antibody or a fragment thereof of any one of the preceding items wherein the heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 16, 19 or 20; and wherein the light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 38, 41 or 42.

[0369] 4. The monoclonal antibody of any one of the preceding items that is a broadly neutralizing antibody (bnAbs) against SARS-CoV-2 variants.

[0370] 5. The monoclonal antibody of any one of the preceding items wherein the SARS-CoV-2 variants comprises BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5.

[0371] 6. The monoclonal antibody of any one of the preceding items that is an ultrapotent broadly neutralizing antibody with IC50 less than 10 ng / mL.

[0372] 7. The monoclonal antibody of any one of the preceding items that is an IgG antibody.

[0373] 8. The monoclonal antibody or a fragment thereof of any one of the preceding items wherein the antibody binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.

[0374] 9. A SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising:

[0375] (i) a heavy chain variable region (VH) comprising a set of heavy chain complementarity determining regions (CDR-H) CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3, wherein the CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3 comprise at least 80%sequence identity with the amino acid sequence in Figure 9; and

[0376] (ii) a light chain variable region (VL) comprising a set of light chain complementarity determining regions (CDR-L) CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3, wherein the CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3 comprise at least 80%sequence identity with the amino acid sequence in Figure 9.

[0377] 10. The monoclonal antibody or a fragment thereof of item 9, wherein the CDR-H1, CDR-H2, CDR-H3; and CDR-L1, CDR-L2; and CDR-L3 has a sequence in Figure 9.

[0378] 11. A method of preventing or treating infection or transmission of SARS-CoV-2 and its variants in a subject in need thereof comprising administering an effective dose of a monoclonal antibody or fragments thereof of any one of the preceding items to the subject.

[0379] 12. The method of item 11 wherein the SARS-CoV-2 variants comprises BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5.

[0380] 13. The method of any one of the preceding items wherein the monoclonal antibody is ultrapotent broadly neutralizing antibody with IC50 less than 10g / mL.

[0381] 14. The method of any one of the preceding items wherein the monoclonal antibody is an IgG antibody.

[0382] 15. The method of any one of the preceding items wherein the monoclonal antibody binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.

[0383] 16. The method of any one of the preceding items further comprising administering an effective dose of PAXLOVID.

[0384] 17. A method of preventing or treating infection or transmission of SARS-CoV-2 and its variants in a subject in need thereof comprising administering an effective dose of a monoclonal antibody or fragment thereof to the subject, wherein the monoclonal antibody comprises: a heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and a light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0385] 18. The method of item 17 wherein the heavy chain variable region (VH) comprises 80%-85%, 85%-90%, 90%-95%, 96%, 97%, 98%, 99%or 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and a light chain variable region (VL) comprises 80%-85%, 85%-90%, 90%-95%, 96%, 97%, 98%, 99%or 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.

[0386] 19. The method of any one of the preceding items wherein the heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 16, 19 or 20; and wherein the light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 38, 41 or 42.

[0387] 20. The method of any one of the preceding items further comprising administering an effective dose of PAXLOVID.

[0388] 21. The method of any one of the preceding items wherein the SARS-CoV-2 variants comprises BA. 5.2, BQ. 1.1 and XBB. 1.5.

[0389] 22. The method of any one of the preceding items wherein the monoclonal antibody is ultrapotent broadly neutralizing antibody with IC50 less than 10g / mL.

[0390] 23. The method of any one of the preceding items wherein the monoclonal antibody is an IgG antibody.

[0391] 24. The method of any one of the preceding items wherein the monoclonal antibody or a fragment thereof binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.

[0392] 25. A composition comprising the monoclonal antibody of any one of the preceding items, and a pharmaceutical acceptable carrier.

[0393] 26. A kit for the prevention or treatment of SARS-CoV-2 infection or transmission comprising in separate containers the composition of item 25 and a device for administration of the composition.

[0394] 27. A kit for the diagnosis of SARS-CoV-2 infection comprising in separate containers the monoclonal antibody and fragments thereof of any one of the preceding items, and a reagent for detecting the monoclonal antibody or fragment thereof binding to SARS-CoV-2.

[0395] The foregoing description of the specific embodiments will so fully reveal the general nature of the disclosure that others can, by applying knowledge within the skill of the relevant art (s) (including the contents of the documents cited and incorporated by reference herein) , readily modify and / or adapt for various applications such specific embodiments, without undue experimentation, without departing from the general concept of the present disclosure. Such adaptations and modifications are therefore intended to be within the meaning and range of equivalents of the disclosed embodiments, based on the teaching and guidance presented herein. It is to be understood that the phraseology or terminology herein is for the purpose of description and not of limitation, such that the terminology or phraseology of the present specification is to be interpreted by the skilled artisan in light of the teachings and guidance presented herein, in combination with the knowledge of one skilled in the relevant art (s) .

[0396] While various embodiments of the present disclosure have been described above, it should be understood that they have been presented by way of examples, and not limitation. It would be apparent to one skilled in the relevant art (s) that various changes in form and detail could be made therein without departing from the spirit and scope of the disclosure. Thus, the present disclosure should not be limited by any of the above-described exemplary embodiments but should be defined only in accordance with the following claims and their equivalents.

[0397] All references cited herein are incorporated herein by reference in their entirety and for all purposes to the same extent as if each individual publication or patent or patent application was specifically and individually indicated to be incorporated by reference in its entirety for all purposes.

[0398] REFERENCES

[0399] 1. Zhou D, Zhou R, Chen Z. Human neutralizing antibodies for SARS-CoV-2 prevention and immunotherapy. Immunother Adv. 2022; 2 (1) : ltab027.

[0400] 2. Zhou R, To KK, Wong YC, et al. Acute SARS-CoV-2 infection impairs dendritic cell and T cell responses. Immunity. 2020; 53 (4) : 864–877. e5.

[0401] 3. Liu L, To KK, Chan KH, et al. High neutralizing antibody titer in intensive care unit patients with COVID-19. Emerg Microb Infect. 2020; 9 (1) : 1664–1670.

[0402] 4. Wajnberg A, Amanat F, Firpo A, et al. Robust neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 infection persist for months. Science. 2020; 370 (6521) : 1227–1230.

[0403] 5. Polack FP, Thomas SJ, Kitchin N, et al. Safety and efficacy of the BNT162b2 mRNA Covid-19 vaccine. N Engl J Med. 2020; 383 (27) : 2603–2615.

[0404] 6. Wang Z, Schmidt F, Weisblum Y, et al. mRNA vaccine-elicited antibodies to SARS-CoV-2 and circulating variants. Nature. 2021; 592 (7855) : 616–622.

[0405] 7. Zhou R, Liu N, Li X, et al. Three-dose vaccination-induced immune responses protect against SARS-CoV-2 Omicron BA. 2: a population-based study in Hong Kong. Lancet Reg Health West Pac. 2023; 32: 100660.

[0406] 8. Agrawal U, Katikireddi SV, McCowan C, et al. COVID-19 hospital admissions and deaths after BNT162b2 and ChAdOx1 nCoV-19 vaccinations in 2.57 million people in Scotland (EAVE II): a prospective cohort study. Lancet Respir Med. 2021; 9 (12) : 1439–1449.

[0407] 9. Liu L, Iketani S, Guo Y, et al. Striking antibody evasion manifested by the Omicron variant of SARS-CoV-2. Nature. 2022; 602 (7898) : 676–681.

[0408] 10. Wang P, Nair MS, Liu L, et al. Antibody resistance of SARS-CoV-2 variants B. 1.351 and B.1.1.7. Nature. 2021; 593 (7857) : 130–135.

[0409] 11. Wang Q, Guo Y, Iketani S, et al. Antibody evasion by SARS-CoV-2 Omicron subvariants BA. 2.12.1, BA. 4 and BA. 5. Nature. 2022; 608 (7923) : 603–608.

[0410] 12. Wang Q, Iketani S, Li Z, et al. Alarming antibody evasion properties of rising SARS-CoV-2 BQ and XBB subvariants. Cell. 2023; 186 (2) : 279–286. e8.

[0411] 13. Zhou B, Zhou R, Tang B, et al. A broadly neutralizing antibody protects Syrian hamsters against SARS-CoV-2 Omicron challenge. Nat Commun. 2022; 13 (1) : 3589.

[0412] 14. Chen Y, Zhao X, Zhou H, Zhu H, Jiang S, Wang P. Broadly neutralizing antibodies to SARS-CoV-2 and other human corona-viruses. Nat Rev Immunol. 2023; 23 (3) : 189–199.

[0413] 15. Andrews N, Stowe J, Kirsebom F, et al. Covid-19 vaccine effec-tiveness against the omicron (B.1.1.529) variant. N Engl J Med. 2022; 386 (16) : 1532–1546.

[0414] 16. Lau JJ, Cheng SMS, Leung K, et al. Real-world COVID-19 vaccine effectiveness against the Omicron BA. 2 variant in a SARS-CoV-2 infection-naive population. Nat Med. 2023; 29 (2) : 348–357.

[0415] 17. Cao Y, Wang J, Jian F, et al. Omicron escapes the majority of existing SARS-CoV-2 neutralizing antibodies. Nature. 2022; 602 (7898) : 657–663.

[0416] 18. Cao Y, Yisimayi A, Jian F, et al. BA. 2.12.1, BA. 4 and BA. 5 escape antibodies elicited by Omicron infection. Nature. 2022; 608 (7923) : 593–602.

[0417] 19. Wang Q, Iketani S, Li Z, et al. Antigenic characterization of the SARS-CoV-2 Omicron subvariant BA. 2.75. Cell Host Microbe. 2022; 30 (11) : 1512–1517. e4.

[0418] 20. Cao Y, Jian F, Wang J, et al. Imprinted SARS-CoV-2 humoral im-munity induces convergent Omicron RBD evolution. Nature. 2023; 614 (7948) : 521–529.

[0419] 21. Zhang L, Kempf A, Nehlmeier I, et al. Neutralisation sensitivity of SARS-CoV-2 lineages EG. 5.1 and XBB. 2.3. Lancet Infect Dis. 2023; 23 (10) : e391–e392.

[0420] 22. Wang Q, Guo Y, Liu L, et al. Antigenicity and receptor affinity of SARS-CoV-2 BA. 2.86 spike. Nature. 2023; 624 (7992) : 639–644.

[0421] 23. Kaku Y, Uriu K, Kosugi Y, et al. Virological characteristics of the SARS-CoV-2 KP. 2 variant. Lancet Infect Dis. 2024; 24: e416.

[0422] 24. Zhang X, Chen LL, Ip JD, et al. Omicron sublineage recombinant XBB evades neutralising antibodies in recipients of BNT162b2 or CoronaVac vaccines. Lancet Microbe. 2023; 4 (3) : e131.

[0423] 25. Wang Q, Bowen A, Tam AR, et al. SARS-CoV-2 neutralising antibodies after bivalent versus monovalent booster. Lancet Infect Dis. 2023; 23 (5) : 527–528.

[0424] 26. Wang Q, Bowen A, Valdez R, et al. Antibody response to omicron BA. 4-BA. 5 bivalent booster. N Engl J Med. 2023; 388 (6) : 567–569.

[0425] 27. Yang S, Yu Y, Xu Y, et al. Fast evolution of SARS-CoV-2 BA. 2.86 to JN. 1 under heavy immune pressure. Lancet Infect Dis. 2024; 24 (2) : e70–e72.

[0426] 28. Barnes CO, Jette CA, Abernathy ME, et al. SARS-CoV-2 neutralizing antibody structures inform therapeutic strategies. Nature. 2020; 588 (7839) : 682–687.

[0427] 29. Hastie KM, Li H, Bedinger D, et al. Defining variant-resistant epitopes targeted by SARS-CoV-2 antibodies: a global consortium study. Science. 2021; 374 (6566) : 472–478.

[0428] 30. Qi H, Liu B, Wang X, Zhang L. The humoral response and anti-bodies against SARS-CoV-2 infection. Nat Immunol. 2022; 23 (7) : 1008–1020.

[0429] 31. Jian F, Feng L, Yang S, et al. Convergent evolution of SARS-CoV-2 XBB lineages on receptor-binding domain 455-456 synergistically enhances antibody evasion and ACE2 binding. PLoS Pathog. 2023; 19 (12) : e1011868.

[0430] 32. Schaefer-Babajew D, Wang Z, Muecksch F, et al. Antibody feedback regulates immune memory after SARS-CoV-2 mRNA vaccination. Nature. 2023; 613 (7945) : 735–742.

[0431] 33. Tong P, Gautam A, Windsor IW, et al. Memory B cell repertoire for recognition of evolving SARS-CoV-2 spike. Cell. 2021; 184 (19) : 4969–4980. e15.

[0432] 34. Chan JF, Yip CC, To KK, et al. Improved molecular diagnosis of COVID-19 by the novel, highly sensitive and specific COVID-19-RdRp / hel real-time reverse transcription-PCR assay validated in vitro and with clinical specimens. J Clin Microbiol. 2020; 58 (5) : e00310–e20.

[0433] 35. Luo M, Zhou B, Reddem ER, et al. Structural insights into broadly neutralizing antibodies elicited by hybrid immunity against SARS-CoV-2. Emerg Microb Infect. 2023; 12 (1) : 2146538.

[0434] 36. Punjani A, Rubinstein JL, Fleet DJ, Brubaker MA. cryoSPARC: algorithms for rapid unsupervised cryo-EM structure determination. Nat Methods. 2017; 14 (3) : 290–296.

[0435] 37. Zivanov J, Oton J, Ke Z, et al. A Bayesian approach to single-particle electron cryo-tomography in RELION-4.0. Elife. 2022; 11: e83724.

[0436] 38. Geng Q, Shi K, Ye G, Zhang W, Aihara H, Li F. Structural basis for human receptor recognition by SARS-CoV-2 omicron variant BA. 1. J Virol. 2022; 96 (8) : e0024922.

[0437] 39. Jumper J, Evans R, Pritzel A, et al. Highly accurate protein structure prediction with AlphaFold. Nature. 2021; 596 (7873) : 583–589.

[0438] 40. Emsley P, Cowtan K. Coot: model-building tools for molecular graphics. Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 2004; 60 (Pt 12 Pt 1) : 2126–2132.

[0439] 41. Adams PD, Gopal K, Grosse-Kunstleve RW, et al. Recent developments in the PHENIX software for automated crystallographic structure determination. J Synchrotron Radiat. 2004; 11 (Pt 1) : 53–55.

[0440] 42. Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, et al. UCSF Chimera–avisualization system for exploratory research and analysis. J Comput Chem. 2004; 25 (13) : 1605–1612.

[0441] 43. Pettersen EF, Goddard TD, Huang CC, et al. UCSF ChimeraX: structure visualization for researchers, educators, and developers. Protein Sci. 2021; 30 (1) : 70–82.

[0442] 44. Chan JF, Zhang AJ, Yuan S, et al. Simulation of the clinical and pathological manifestations of coronavirus disease 2019 (COVID-19) in a golden Syrian hamster model: implications for disease pathogenesis and transmissibility. Clin Infect Dis. 2020; 71 (9) : 2428–2446.

[0443] 45. Yuan S, Ye ZW, Liang R, et al. Pathogenicity, transmissibility, and fitness of SARS-CoV-2 Omicron in Syrian hamsters. Science. 2022; 377 (6604) : 428–433.

[0444] 46. Tortorici MA, Beltramello M, Lempp FA, et al. Ultrapotent human antibodies protect against SARS-CoV-2 challenge via multiple mechanisms. Science. 2020; 370 (6519) : 950–957.

[0445] 47. Jones BE, Brown-Augsburger PL, Corbett KS, et al. The neutralizing antibody, LY-CoV555, protects against SARS-CoV-2 infection in nonhuman primates. Sci Transl Med. 2021; 13 (593) : eabf1906.

[0446] 48. Westendorf K, Zentelis S, Wang L, et al. LY-CoV1404 (bebtelovimab) potently neutralizes SARS-CoV-2 variants. Cell Rep. 2022; 39 (7) : 110812.

[0447] 49. Tortorici MA, Czudnochowski N, Starr TN, et al. Broad sarbecovirus neutralization by a human monoclonal antibody. Nature. 2021; 597 (7874) : 103–108.

[0448] 50. Quandt J, Muik A, Salisch N, et al. Omicron BA. 1 breakthrough infection drives cross-variant neutralization and memory B cell formation against conserved epitopes. Sci Immunol. 2022; 7 (75) : eabq2427.

[0449] 51. Park YJ, Pinto D, Walls AC, et al. Imprinted antibody responses against SARS-CoV-2 Omicron sublineages. Science. 2022; 378 (6620) : 619–627.

[0450] 52. Alsoussi WB, Malladi SK, Zhou JQ, et al. SARS-CoV-2 Omicron boosting induces de novo B cell response in humans. Nature. 2023; 617 (7961) : 592–598.

[0451] 53. Sokal A, Barba-Spaeth G, Hunault L, et al. SARS-CoV-2 Omicron BA. 1 breakthrough infection drives late remodeling of the memory B cell repertoire in vaccinated individuals. Immunity. 2023; 56 (9) : 2137–21351. e7.

[0452] 54. Ju B, Zhang Q, Wang Z, et al. Infection with wild-type SARS-CoV-2 elicits broadly neutralizing and protective antibodies against omicron subvariants. Nat Immunol. 2023; 24 (4) : 690–699.

[0453] 55. Yuan M, Liu H, Wu NC, et al. Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2.Science. 2020; 369 (6507) : 1119–1123.

[0454] 56. Zhang Q, Ju B, Ge J, et al. Potent and protective IGHV3-53 / 3-66 public antibodies and their shared escape mutant on the spike of SARS-CoV-2. Nat Commun. 2021; 12 (1) : 4210.

[0455] 57. Raybould MIJ, Kovaltsuk A, Marks C, Deane CM. CoV-AbDab: the coronavirus antibody database. Bioinformatics. 2021; 37 (5) : 734–735.

[0456] 58. Wang Y, Yuan M, Lv H, Peng J, Wilson IA, Wu NC. A large-scale systematic survey reveals recurring molecular features of public antibody responses to SARS-CoV-2. Immunity. 2022; 55 (6) : 1105–11017. e4.

[0457] 59. Setliff I, McDonnell WJ, Raju N, et al. Multi-donor Longitudinal antibody repertoire sequencing reveals the existence of public antibody clonotypes in HIV-1 infection. Cell Host Microbe. 2018; 23 (6) : 845–854. e6.

[0458] 60. Li L, Chen X, Wang Z, et al. Breakthrough infection elicits hyper-mutated IGHV3-53 / 3-66 public antibodies with broad and potent neutralizing activity against SARS-CoV-2 variants including the emerging EG. 5 lineages. PLoS Pathog. 2023; 19 (12) : e1011856.

[0459] 61. Kaku CI, Starr TN, Zhou P, et al. Evolution of antibody immunity following Omicron BA. 1 breakthrough infection. Nat Commun. 2023; 14 (1) : 2751.

[0460] 62. Starr TN, Greaney AJ, Hilton SK, et al. Deep mutational Scanning of SARS-CoV-2 receptor binding domain reveals Constraints on folding and ACE2 binding. Cell. 2020; 182 (5) : 1295–1310. e20.

[0461] 63. Changrob S, Halfmann PJ, Liu H, et al. Site of vulnerability on SARS-CoV-2 spike induces broadly protective antibody against antigenically distinct Omicron subvariants. J Clin Invest. 2023; 133 (8) : e166844.

[0462] 64. Wang R, Zhang Q, Ge J, et al. Analysis of SARS-CoV-2 variant mutations reveals neutralization escape mechanisms and the ability to use ACE2 receptors from additional species. Immunity. 2021; 54 (7) : 1611–16121. e5.

[0463] 65. Shuai H, Chan JF, Hu B, et al. The viral fitness and intrinsic pathogenicity of dominant SARS-CoV-2 Omicron sublineages BA. 1, BA. 2, and BA. 5. eBioMedicine. 2023; 95: 104753.

[0464] 66. Khan K, Karim F, Ganga Y, et al. Author Correction: omicron BA. 4 / BA. 5 escape neutralizing immunity elicited by BA. 1 infection. Nat Commun. 2022; 13 (1) : 6057.

[0465] 67. Zhou T, Wang L, Misasi J, et al. Structural basis for potent antibody neutralization of SARS-CoV-2 variants including B. 1.1.529. Science. 2022; 376 (6591) : eabn8897.

[0466] 68. Tuekprakhon A, Nutalai R, Dijokaite-Guraliuc A, et al. Antibody escape of SARS-CoV-2 Omicron BA. 4 and BA. 5 from vaccine and BA. 1 serum. Cell. 2022; 185 (14) : 2422–2433. e13.

[0467] 69. Henderson R, Edwards RJ, Mansouri K, et al. Controlling the SARS-CoV-2 spike glycoprotein conformation. Nat Struct Mol Biol. 2020; 27 (10) : 925–933.

[0468] 70. Lan J, Ge J, Yu J, et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor. Nature. 2020; 581 (7807) : 215–220.

[0469] 71. Zhou D, Chan JF, Zhou B, et al. Robust SARS-CoV-2 infection in nasal turbinates after treatment with systemic neutralizing anti-bodies. Cell Host Microbe. 2021; 29 (4) : 551–563. e5.

[0470] 72. Zhou B, Zhou R, Chan JF, et al. SARS-CoV-2 hijacks neutralizing dimeric IgA for nasal infection and injury in Syrian hamsters. Emerg Microb Infect. 2023; 12 (2) : 2245921.

[0471] 73. To KK, Chan WM, Daniel J, et al. Unique Clusters of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 Causing a Large Coronavirus Disease 2019 Outbreak in Hong Kong. Clin Infect Dis 73, 137-142 (2021) .

Claims

1.A SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising:(a) a heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22; and(b) a light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.2.The monoclonal antibody or a fragment thereof of claim 1 wherein the heavy chain variable region (VH) comprises about 80%-85%, about 85%-90%, about 90%-95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99%or about 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 1-22 and wherein the light chain variable region (VL) comprises about 80%-85%, about 85%-90%, about 90%-95%, about 96%, about 97%, about 98%, about 99%or about 100%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 23-44.3.The antibody or a fragment thereof of claim 1 wherein the heavy chain variable region (VH) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 16, 19 or 20; and wherein the light chain variable region (VL) comprising at least 80%sequence identity with the sequence of SEQ ID NO: 38, 41 or 42.4.A SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising:(i) a heavy chain variable region (VH) comprising a set of heavy chain complementarity determining regions (CDR-H) CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3, (ii) a light chain variable region (VL) comprising a set of light chain complementarity determining regions (CDR-L) CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3; wherein:(1) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 60, 82, and 104 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 126, 148 and 170 respectively;(2) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 63, 85, and 107 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 129, 151 and 173 respectively;(3) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 64, 86, and 108 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 130, 152 and 174 respectively;(4) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 45, 67, and 89 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 111, 133 and 155 respectively;(5) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 46, 68, and 90 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 112, 134 and 156 respectively;(6) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 47, 69, and 91 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 113, 135 and 157 respectively;(7) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 48, 70, and 92 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 114, 136 and 158 respectively;(8) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 49, 71, and 93 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 115, 137 and 159 respectively;(9) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 50, 72, and 94 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 116, 138 and 160 respectively;(10) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 51, 73, and 95 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 117, 139 and 161 respectively;(11) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 52, 74, and 96 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 118, 140 and 162 respectively;(12) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 53, 75, and 97 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 119, 141 and 163 respectively;(13) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 54, 76, and 98 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 120, 142 and 164 respectively;(14) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 55, 77, and 99 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 121, 143 and 165 respectively;(15) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 56, 78, and 100 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 122, 144 and 166 respectively;(16) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 57, 79, and 101 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 123, 145 and 167 respectively;(17) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 58, 80, and 102 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 124, 146 and 168 respectively;(18) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 59, 81, and 103 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 125, 147 and 169 respectively;(19) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 61, 83, and 105 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 127, 149 and 171 respectively;(20) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 62, 84, and 106 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 128, 150 and 172 respectively;(21) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 65, 87, and 109 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 131, 153 and 175 respectively;(22) the CDR-H1, CDR-H2, and CDR-H3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 66, 88, and 110 respectively, and the CDR-L1, CDR-L2, and CDR-L3 comprise the amino acid sequences set forth in SEQ ID NOs: 132, 154 and 176 respectively.5.The antibody or a fragment thereof of claim 4, wherein:(1) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 16, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 38;(2) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 19, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 41;(3) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 20, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 42;(4) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 1, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 23;(5) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 2, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 24;(6) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 3, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 25;(7) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 4, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 26;(8) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 5, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 27;(9) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 6, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 28;(10) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 7, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 29;(11) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 8, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 30;(12) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 9, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 31;(13) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 10, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 32;(14) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 11, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 33;(15) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 12, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 34;(16) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 13, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 35;(17) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 14, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 36;(18) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 15, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 37;(19) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 17, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 39;(20) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 18, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 40;(21) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 21, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 43;(22) the VH comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 22, and the VL comprises an amino acid sequence having at least 80%, at least 85%, at least 90%, at least 95%, at least 98%, at least 99%, or 100%sequence identity to SEQ ID NO: 44.6.The monoclonal antibody or a fragment thereof of any one of claims 1-5 that is a broadly neutralizing antibody (bnAbs) against SARS-CoV-2 variants.7.The monoclonal antibody or a fragment thereof of claim 6 wherein the SARS-CoV-2 variants comprise one or more variants selected from the group consisting of BA. 5, BQ.1.1, XBB. 1.5, EG. 5.1, BA. 2.86, JN. 1 or KP. 2.8.The monoclonal antibody or a fragment thereof of any one of claims 1-7 that is an ultrapotent broadly neutralizing antibody against pseudotyped Omicron variants with IC50 less than 10 ng / mL.9.The monoclonal antibody or a fragment thereof of any one of claims 1-8, wherein the antibody or a fragment thereof is selected from the group consisting of Fab, Fab’, F (ab') 2, Fd, Fd’, Fv, or scFv.10.The monoclonal antibody or a fragment thereof of any one of claims 1-9 that is an IgG antibody.11.The monoclonal antibody or a fragment thereof of any one of claims 1-10, wherein the antibody or a fragment thereof binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.12.A SARS-CoV-2 monoclonal antibody or a fragment thereof, comprising:(i) a heavy chain variable region (VH) comprising a set of heavy chain complementarity determining regions (CDR-H) CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3, wherein the CDR-H1, CDR-H2 and CDR-H3 comprise at least 80%sequence identity with the amino acid sequence in SEQ ID NO: 45-110; and(ii) a light chain variable region (VL) comprising a set of light chain complementarity determining regions (CDR-L) CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3, wherein the CDR-L1, CDR-L2 and CDR-L3 comprise at least 80%sequence identity with the amino acid sequence in SEQ ID NO: 111-176.13.The monoclonal antibody or a fragment thereof of claim 15, whereinthe CDR-H1, CDR-H2, CDR-H3 has a sequence in SEQ ID NO: 45-110; and CDR-L1, CDR-L2; and CDR-L3 has a sequence in SEQ ID NO: 111-176.14.A nucleic acid comprising a nucleotide sequence encoding the monoclonal antibody or a fragment of any one of claims 1-13.15.A vector comprising the nucleic acid of claim 14.16.A host cell comprising the nucleic acid of claim 15 or the vector of claim 16.17.A composition comprising the monoclonal antibody or a fragment thereof of claims 1-13, and a pharmaceutical acceptable carrier.18.A method of preventing or treating infection or transmission of SARS-CoV-2 and its variants in a subject in need thereof comprising administering an effective dose of a monoclonal antibody or fragments thereof of any one of claims 1-13, or the nucleic acid of claim 14, or the vector of claim 15, or the host cell of claim 16 or the composition of claim 17 to the subject.19.The method of claim 18 wherein the SARS-CoV-2 variants comprise one or more variants selected from the group consisting of BA. 5, BQ. 1.1, XBB. 1.5, EG. 5.1, BA. 2.86, JN.1 or KP. 2.20.The method of claim 19 wherein the monoclonal antibody or a fragment thereof is ultrapotent broadly neutralizing antibody against pseudotyped Omicron variants with IC50 less than 10 ng / mL.21.The method of claim 18 wherein the monoclonal antibody or a fragment thereof is an IgG antibody.22.The method of claim 18 wherein the monoclonal antibody or a fragment thereof binds to one or more epitopes of SARS-CoV-2 spike glycoprotein, spike trimer or receptor binding domain (RBD) wherein the one or more epitopes are selected from the group consisting of amino acid sequence in Figure 29.23.The method of claim 18 further comprising administering an effective dose of PAXLOVID.24.A kit for the prevention or treatment of SARS-CoV-2 infection or transmission comprising in separate containers the composition of claim 17 and a device for administration of the composition.25.A kit for the diagnosis of SARS-CoV-2 infection comprising in separate containers the monoclonal antibody and fragments thereof of any one of claims 1-13, and a reagent for detecting the monoclonal antibody or fragment thereof binding to SARS-CoV-2.

Images