bioRxiv:SARS抗体或能揭示COVID-19致命弱点

2020-04-07 竹子 转化医学网

导言:近日,斯克里普斯研究所科学家发表在《科学》杂志上的一项研究表明,在21世纪初期从SARS流行的幸存者体内的一种抗体揭示了COVID-19病毒根源上的潜在弱点,或能从其身上寻找出有效疗法。

导言:近日,斯克里普斯研究所科学家发表在《科学》杂志上的一项研究表明,在21世纪初期从SARS流行的幸存者体内的一种抗体揭示了COVID-19病毒根源上的潜在弱点,或能从其身上寻找出有效疗法。

导致SARS的SARS-CoV起源于马蹄蝙蝠,但在2002年转移到中国南方的人类中,最终8,000多人感染,近800人丧命,后来通过封锁、隔离和其他措施将其控制。

SARS-CoV-2是一种引起COVID-19的密切相关的冠状病毒,于2019年底首次出现在中国武汉市。它比其病毒表亲更具感染力,最终导致了大流行,并导致更多的疾病,其死亡人数远超过非典。疫苗的开发甚至有效的治疗都可以大大缓解危机。

威尔逊实验室以其与包括HIV和流感在内的病毒结合的抗体的开创性结构研究而闻名。这些研究已被用来为疫苗和抗体药物以及其他治疗方法的设计提供信息。与全球其他数百个实验室一起,威尔逊的团队现在专注于SARS-CoV-2。

威尔逊实验室的博士后研究员Nicholas Wu说,他们的最终目标是获得有关抗体及其结合位点的结构信息,并以此指导SARS-CoV-2疫苗的设计,就像我们实验室对流感和HIV所做的一样。

这项新的研究集中在SARS-CoV的抗体CR3022上,该抗体最初是由荷兰制药公司Crucell Holland BV于2006年分离出来的。中国科学家在今年早些时候的一份报告中指出,CR3022与SARS-CoV-2有交叉反应。威尔逊的团队利用他们的结构作图专业知识来确定抗体如何与SARS-CoV-2结合。


SARS-CoV-2rbd复合物中CR3022 片段的结构。


CR3022重链的颜色为橙色,CR3022轻链的颜色为黄色,SARS冠状病毒-298 2红细胞的颜色为浅灰色。

一个关键发现是,两种冠状病毒之间的抗体结合位点高度相似——仅相差四个被称为氨基酸的蛋白质构件。这种高度的相似性意味着该位点具有重要功能,如果位点发生重大变异,该功能将会丢失。

但是,该位点的功能仍然很神秘。斯克里普斯研究所的分析发现,抗体结合位点远离病毒的一部分,后者可以抓住细胞表面蛋白受体,从而为穿透人的肺部细胞做准备。这表明,至少对于SARS-CoV,CR3002中和了病毒以某种间接方式感染细胞的能力。

让其更加神秘的是,研究人员发现这些病毒上的抗体结合位点通常是抗体无法接近的。

威尔逊实验室的助理Yuan Meng博士说:“我们发现该区域通常隐藏在病毒内部,只有在该部分病毒改变结构时才暴露,就像自然感染一样。”他在预印本网站BioRxiv上发表了相关研究。

尽管两种冠状病毒之间的差异很小,但该抗体与SARS-CoV-2的结合比与SARS病毒的结合要少得多,并且不能像SARS-CoV一样在实验室培养皿测试中中和SARS-CoV-2。

尽管如此,这些发现仍表明该抗体在SARS-CoV-2上的结合位点是易受攻击的位点,而与之紧密结合的抗体将有可能成功中和该病毒。如果将中和抗体开发成疗法,则可用于治疗COVID-19患者,并为未感染的个体(例如医护人员)提供针对病毒的临时保护。

该结合位点在SARS-CoV和SARS-CoV-2之间高度保守的事实也表明,可能尚有待发现的抗体可以有效地中和这两种病毒,并且可能以同样的方式可以中和未来出现的抗体冠状病毒会导致大流行。

斯克里普斯研究所和全世界的实验室目前正在通过献血的方式,寻找从COVID-19中恢复过来的人的抗体,以按照这些思路进行进一步研究。

原始出处:

Meng Yuan, Nicholas C. Wu, Xueyong Zhu,et.al. A highly conserved cryptic epitope in the receptor-binding domains of SARS-CoV-2 and SARS-CoV. bioRxiv March 14, 2020.

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