研究人员发现了COVID-19主要变种的“弱点”
英属哥伦比亚大学的研究人员在SARS-CoV-2病毒的所有主要变种中发现了一个关键漏洞,包括最近出现的BA.1和BA.2 Omicron亚变种。
这种弱点可以通过中和抗体来靶向,这可能为跨变种普遍有效的治疗铺平了道路。
这项研究结果发表在今天的自然通讯,使用冷冻电子显微镜(低温电子显微镜)来揭示原子层面的结构上的易损点病毒'峰值蛋白质,即表位。本文进一步描述了一种名为V的抗体片段HAb6能够连接到这个地点并中和每个主要的变体.
“这是一种适应性很强的病毒,它已经进化到可以逃避大多数现有的抗体治疗,以及疫苗和自然感染所赋予的大部分免疫力,”UBC大学医学院教授、该研究的资深作者斯里拉姆·苏布拉曼尼亚姆博士说。“这项研究揭示了一个弱点,这个弱点在各种变体中基本没有变化,可以被抗体片段中和。它为设计泛变异治疗方法奠定了基础,可能会帮助很多弱势群体。”
识别COVID-19主密钥
抗体是由我们的身体自然产生的,用来对抗感染,但也可以在实验室中制造,并作为一种治疗给病人服用。虽然已经针对COVID-19开发了几种抗体治疗方法,但在面对Omicron等高度突变的变体时,它们的有效性已经减弱。
“抗体以一种非常特殊的方式附着在病毒上,就像钥匙打开锁一样。但当病毒发生变异时,钥匙就不再适用了,”Subramaniam博士说。“我们一直在找万能钥匙抗体即使在大规模突变之后,它们也能继续中和病毒。”
在这篇新论文中确定的“主密钥”是抗体片段VHAb6,它被证明对Alpha, Beta, Gamma, Delta, Kappa, Epsilon和Omicron变体有效。该片段附着在刺突蛋白的表位上,阻止病毒进入,从而中和SARS-CoV-2人类细胞.
这一发现是UBC Subramaniam博士的团队与匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的同事们长期而富有成效的合作的最新发现。Mitko Dimitrov和Wei Li。匹兹堡的团队一直在筛选大型抗体库,并测试它们对COVID-19的有效性,而UBC的团队一直在使用冷冻电镜研究分子结构以及刺突蛋白的特征。
重点关注COVID-19的薄弱环节
UBC团队以其在使用冷冻电镜以原子分辨率可视化蛋白质-蛋白质和蛋白质-抗体相互作用方面的专业知识而闻名于世。今年早些时候发表的另一篇论文科学,他们首次报道了Omicron刺突蛋白与人类细胞受体ACE2之间接触区的结构,为Omicron增强的病毒适应性提供了分子解释。
通过绘制每个刺突蛋白的分子结构,该团队一直在寻找可能为新疗法提供信息的脆弱区域。
Subramaniam博士说:“我们在这篇论文中描述的表位大部分都是从突变的热点中移除的,这就是为什么它的能力在各种变体中都得到了保留。”“现在我们已经详细描述了这个位点的结构,它开启了一个全新的治疗可能性领域。”
Subramaniam博士说,这个关键的弱点现在可以被制药商利用,而且由于该位点相对来说没有突变,由此产生的治疗方法可以有效地对抗现有的甚至未来的变异。
“我们现在对病毒的这个脆弱点有了非常清晰的了解。我们知道刺突蛋白在这个位点与抗体的每一次相互作用。我们可以用智能设计苏布拉曼尼亚姆博士说。“拥有广泛有效的、抗变异的治疗方法将改变目前对抗COVID-19的游戏规则。”
Dhiraj Mannar等,SARS-CoV-2 Omicron变体:抗体逃避和刺突蛋白- ace2复合物的冷冻电镜结构,科学(2022)。DOI: 10.1126 / science.abn7760