研究阐明:不同新冠患者体内产生的公共抗体及受病毒突变的影响

研究结果分析了新冠病毒重要突变位点对此类公共抗体的影响,为抗体药物的选择与优化以及下一代广谱疫苗的设计提供了关键信息和指导。

2021年7月9日,清华大学医学院张林琦教授、国家感染性疾病临床医学研究中心(深圳市第三人民医院/南方科技大学第二附属医院)张政教授、生命科学学院与北京市结构生物学高精尖创新中心王新泉教授、香港大学医学院陈志伟教授以及中国食品药品检定研究院王佑春研究员合作,在《自然通讯》(Nature Communications)杂志发表题为“抗新冠病毒IGHV3-53/3-66公共抗体的强效中和活性及其在新冠刺突蛋白上共同的逃逸突变点”(Potent and protective IGHV3-53/3-66 public antibodies and their shared escape mutant on the spike of SARS-CoV-2)的研究论文。该论文分析了从不同新冠患者分离得到的IGHV3-53/3-66系公共抗体的异同之处及其对刺突蛋白K417突变位点的敏感性,揭示了新冠病毒突变对不同患者体内已产生的强效中和抗体构成严峻挑战,为下一步抗新冠广谱疫苗设计提供科学基础。这是该团队在抗新冠抗体研究一系列成果后(两篇《自然》(Nature)、一篇《免疫学》(Immunity)、一篇《自然通讯》(Nature Communications)、一篇《细胞研究》(Cell Research) )又一重要工作。

图1. 抗新冠病毒IGHV3-53/3-66公共抗体与RBD受体结合区域的结构解析

目前全球新冠病毒感染患者已经累计确诊超过1亿8000万例,多数感染者体内会产生一系列的中和抗体(nAbs),强效的中和抗体对新冠肺炎的治疗及预防具有非常重要的作用。研究团队从八位新冠病毒野生株感染者体内分离得到165株结合新冠病毒受体结合区域(RBD,receptor binding domain)的抗体,发现不同患者体内均能诱导出IGHV3-53/3-66基因谱系的抗体,被称为公共抗体(public antibody)。研究团队通过分析比较四株公共抗体与RBD复合物的高分辨率晶体结构,从原子层面发现,该类公共抗体与新冠病毒受体结合区域RBD的结合角度与结合表位非常相似,与新冠病毒受体ACE2均有强竞争能力。该类公共抗体对新冠病毒野生株具有强效中和能力,仓鼠动物模型的保护实验也证明该类抗体对新冠病毒野生株具有非常出色的保护能力。

图2. 新冠病毒刺突蛋白K417单点突变对IGHV3-53/3-66公共抗体的影响

研究团队进一步解析了四株公共抗体与新冠病毒RBD区域结合的差异之处,并利用基于表达新冠刺突蛋白的水疱性口炎病毒(VSV)系统快速筛选出带有K417N/T位点的逃逸突变株。目前对全球影响较大的新冠突变株,南非株(B.1.351)和巴西株(P.1)均带有K417位点突变,因此研究团队将该位点已出现的突变如K417N/T/A/E/R构建假病毒,评估发现对此类公共抗体大都产生逃逸,唯一例外的P2C-1F11尽管结合表位也包括K417位点,但并不受其突变的影响。以上研究结果阐明了新冠患者体内IGHV3-53/3-66公共抗体的产生、与新冠病毒RBD区域结合的一致性及复杂的差异点,并分析了新冠病毒重要突变位点对此类公共抗体的影响,为抗体药物的选择与优化以及下一代广谱疫苗的设计提供了关键信息和指导。

清华大学医学院张绮博士、深圳市第三人民医院鞠斌博士、清华大学生命学院葛纪弯博士、香港大学医学院Jasper Fuk-Woo Chan等为本文共同第一作者。清华大学医学院张林琦教授、深圳市第三人民医院张政教授、清华大学生命学院王新泉教授、香港大学医学院陈志伟教授以及中国食品药品检定研究院王佑春研究员为本文共同通讯作者。中国科学院动物研究所郑爱华研究员为该工作提供了大量的帮助和指导。本研究得到了国家自然科学基金、国家科技重大专项、深圳市科技创新委员会、深圳湾研究基金、比尔盖茨基金会、北京市科学技术委员会、清华大学春风基金、广东基础科学与应用研究基金会、北京市结构生物学高精尖创新中心、腾讯基金会、水滴筹、华控基金等机构的大力支持,上海同步辐射光源和国家蛋白质科学研究(北京)设施清华大学基地为本研究提供了设备和技术支持。

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24514-w

      中国网是国务院新闻办公室领导,中国外文出版发行事业局管理的国家重点新闻网站。本网通过10个语种11个文版,24小时对外发布信息,是中国进行国际传播、信息交流的重要窗口。

      凡本网注明“来源:中国网”的所有作品,均为中国互联网新闻中心合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

电话:0086-10-88828000

传真:0086-10-88828231

媒体合作:0086-10-88828175

品牌活动合作:0086-10-88828063

广告合作:0086-10-88825964