世界上第一個 omicron 變異刺突蛋白的分子水平分析

UBC 的研究人員是世界上第一個對 omicron 變異刺突蛋白進(jìn)行分子水平結(jié)構(gòu)分析的人。

使用低溫電子顯微鏡以接近原子分辨率進(jìn)行的分析揭示了這種高度突變的變體如何感染人類細(xì)胞并且高度逃避免疫。這些發(fā)現(xiàn)揭示了為什么omicron具有高度傳播性，并將有助于加速更有效治療方法的開發(fā)。

不列顛哥倫比亞大學(xué)生物化學(xué)和分子生物學(xué)系教授 Sriram Subramaniam 博士(他/他)討論了他的團(tuán)隊研究的意義，該研究目前正在同行評審中，可作為 bioRxiv 的預(yù)印本。

你通過這項研究檢查了什么?

omicron 變體具有 37 個刺突蛋白突變，這是史無前例的——這是我們見過的任何其他變體的三到五倍。

這很重要，原因有二。首先，因為刺突蛋白是病毒附著并感染人類細(xì)胞的方式。其次，因為抗體附著在刺突蛋白上以中和病毒。因此，刺突蛋白上的小突變對病毒的傳播方式、我們的身體如何抵抗它以及治療的有效性具有潛在的重大影響。

我們的研究使用冷凍電子顯微鏡和其他測試來了解突變?nèi)绾卧诜肿铀缴嫌绊?omicron 變體的行為。

你的分析揭示了什么?

我們看到幾個突變(R493、S496 和 R498)在刺突蛋白和稱為 ACE2 的人類細(xì)胞受體之間產(chǎn)生了新的鹽橋和氫鍵。這似乎會增加結(jié)合親和力——病毒與人體細(xì)胞的結(jié)合強(qiáng)度——而其他突變(K417N)會降低這種結(jié)合的強(qiáng)度。

總體而言，研究結(jié)果表明，omicron 比原始 SARS-CoV-2 病毒具有更大的結(jié)合親和力，其水平與我們在 delta 變體中看到的更相似。值得注意的是，盡管發(fā)生了如此廣泛的突變，omicron 變體仍能保持其與人類細(xì)胞有效結(jié)合的能力。

抗體的有效性如何?

我們的實驗證實了我們在現(xiàn)實世界中看到的情況——在逃避通常用作治療的單克隆抗體以及逃避疫苗和自然感染產(chǎn)生的免疫力方面，omicron 刺突蛋白遠(yuǎn)優(yōu)于其他變體。

值得注意的是，與未接種疫苗的 患者自然感染產(chǎn)生的免疫力相比，omicron 對疫苗產(chǎn)生的免疫力的回避程度較低。這表明疫苗接種仍然是我們對 omicron 變體的最佳防御。

關(guān)于 omicron 變體的宏觀行為，這些分子水平的變化告訴我們什么?

我們看到的刺突蛋白突變的兩個特征——與人類細(xì)胞的強(qiáng)結(jié)合??和抗體逃避的增加——可能是導(dǎo)致omicron 變體的傳播性增加的因素。這些是推動該變體快速傳播的潛在機(jī)制，也是 omicron 可以很快成為 SARS-CoV-2 的主要變體的原因。

我們?nèi)绾翁幚碓谔颖苊庖叻矫嫒绱擞行У淖凅w?

好消息是，了解刺突蛋白的分子結(jié)構(gòu)將使我們能夠在未來針對 omicron 和相關(guān)變體開發(fā)更有效的治療方法。了解病毒如何附著并感染人類細(xì)胞意味著我們可以開發(fā)出破壞該過程并中和病毒的治療方法。

我們團(tuán)隊的一個重要重點是更好地了解中和抗體和治療的結(jié)合，這些抗體和治療將在整個變體范圍內(nèi)有效，以及如何使用這些來開發(fā)抗變體治療。

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