《Science》揭密新冠變種病毒逃脫抗體中和關鍵

2021/05/24
《Science》揭密新冠變種病毒逃脫抗體中和關鍵
美國時間20日,美國斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute, TSRI)與荷蘭、德國研究人員合作,揭開新冠病毒(SARS-CoV-2)變種病毒快速傳播的遺傳序列
美國時間20日,美國斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute, TSRI)與荷蘭、德國研究人員合作,揭開新冠病毒(SARS-CoV-2)變種病毒快速傳播的遺傳序列關鍵位點,可以在研發下一代疫苗和抗體療法時,選擇不會因突變而改變的位點,就能有效攻擊各種變種病毒。該研究發表於《Science》。
 
研究人員利用結構生物學技術繪製中和抗體與新冠原始病毒株結合的方式以及巴西P.1、英國B.1.1.7、南非B.1.351和印度B.1.617新冠變種病毒是如何躲避被抗體中和。
 
該研究指出,這些新冠變種病毒的突變,集中在棘蛋白受體結合域(receptor-binding domain, RBD)上的某些位點,而受體結合域上的其他位點則不受影響。
 
近期研究發現,透過自然感染新冠原始病毒株或接種疫苗所產生的抗體,對於中和巴西P.1、英國B.1.1.7、南非B.1.351和印度B.1.617新冠變種病毒的效果不太好。
 
英國B.1.1.7突變為N501Y突變,南非B.1.351與巴西P.1則是K417N / T和E484K突變,加州的變種病毒則帶有L425R突變,印度B.1.617則帶有L425R和E484Q突變。
 
因此,研究人員在此次研究中,針對出現在大多數新冠變種病毒棘蛋白中的三個突變位點:K417N,E484K和N501Y進行研究。
 
研究結果顯示,雖然抗體對於中和新冠原始病毒株的受體結合域非常有效,但新冠變種病毒卻可以逃脫某些抗體的中和作用,讓抗體失去中和病毒的能力,例如:LY-CoV555、910-30、COVOX-384、S2H58、C671等,而有些抗體仍保有活性,例如1-57、2-7、mAb-222、S309、S2E12、COV2-2196和C669等。
 
研究人員從新冠患者或人源化小鼠中分離出17種中和抗體,用來研究變種病毒的逃脫機制,令人意外的是,K417N和E484K躲避了其中4、5種抗體的中和作用,且有6種強效抗體IGHV3-53抗體對K417N和E484K都無效。
 
研究也發現,N510Y突變可加強病毒RBD與人類ACE2結合,K417N則會降低與ACE2結合,不過N510Y/K417N突變則同樣增強了病毒RBD和人類ACE2結合,K417N / E484K / N501Y(如英國變種病毒B.1.351)則與新冠原始病毒株的結合力相似。
 
接著,研究人員研究54種可靶向新冠病毒RBD的人類抗體,RBD上的抗體位點可分為6個:RBS-A、RBS-B、RBS-C、RBS-D、CR3022以及S309。
 
結果發現,有21種IGHV3-53 / 3-66抗體靶向RBS-A,所有具有IGHV1-2結構的抗體都會與RBS-B結合,而靶向RBS-A的抗體會與突變位點K417和N501相互作用、靶向RBS-B和RBS-C的抗體則與E484相互作用,僅有CR3022以及S309與其他4個RBD突變交互作用很少。
 
該研究第一作者、斯克里普斯研究所研究人員Meng Yuan表示,這項研究可以在研發下一代疫苗和抗體療法時,加入不會因突變而改變的位點,就能有效攻擊各種變種病毒。
 
參考資料:https://www.sciencedaily.com/releases/2021/05/210520174158.htm
論文:https://science.sciencemag.org/content/early/2021/05/19/science.abh1139

編譯/李林璦