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行的分析揭示了這種高度突變的變體如何感染人類細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生物化學和分子生物學系教授 Sriram Subramaniam 博士(他/他)討論了他的團隊研究的意義，該研究目前正在同行評審中，可作為 bioRxiv 的預印本。

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——病毒與人體細胞的結(jié)合強度——而其他突變(K417N)會降低這種結(jié)合的強度。

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——與人類細胞的強結(jié)合??和抗體逃避的增加——可能是導致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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