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抗SARS抗体中发现的COVID-19冠状病毒的潜在弱点

抗SARS抗体中发现的COVID-19冠状病毒的潜在弱点

斯克里普斯的一项研究显示,SARS-CoV-2病毒可能存在一个易损点。

斯克里普斯研究所(Scripps Research)的科学家进行的一项研究显示,21世纪初从一名非典(SARS)幸存者身上发现的一种抗体,揭示了这种新型冠状病毒在covid19的潜在弱点。

这项研究发表在今天的《科学》杂志上,它是第一个在近原子尺度上描绘出人类抗体与新型冠状病毒相互作用的研究。尽管这种抗体是在SARS(严重急性呼吸系统综合症)感染时产生的,SARS是由SARS- cov病毒引起的,但它与新型冠状病毒SARS- cov -2发生交叉反应。

该结构图谱揭示了抗体结合的两个冠状病毒上几乎相同的位点,这表明该家族的冠状病毒具有重要的功能和易损位点。

这种保守位点的知识可以帮助我们设计出针对SARS-CoV-2的基于结构的疫苗和治疗方法,同时也可以保护我们免受其他冠状病毒的侵害,包括未来可能出现的冠状病毒。汉森结构生物学教授、斯克里普斯研究所结构与计算生物学综合系系主任、该研究的资深作者伊恩·威尔逊博士说。

引起SARS的SARS- cov起源于马蹄蝠,但在2002年传染给了中国南方的人类,最终感染了8000多人,杀死了近800人,后来由于封锁、隔离和其他措施才得以平息。

SARS-CoV-2是一种与cov -19密切相关的冠状病毒,于2019年底首次出现在中国武汉市。它比它的病毒兄弟传染性强得多,导致了一场大流行,导致的病例和死亡人数远远超过SARS。研制出一种疫苗,甚至是一种有效的治疗方法,都可能大大缓解这一危机。

威尔逊实验室以其对HIV和流感等病毒抗体的开创性结构研究而闻名。这些研究已经用于疫苗和抗体药物的设计,以及其他治疗。和世界上其他数以百计的实验室一样,威尔逊的团队现在正专注于SARS-CoV-2。

我们的最终目标是获得抗体及其结合位点的结构信息,并将其用于指导SARS-CoV-2疫苗的设计,就像我们的实验室对流感和艾滋病毒所做的那样。该研究的第一作者之一、威尔逊实验室的博士后研究员尼古拉斯·吴博士说。

这项新的研究集中在一种名为CR3022的抗sars - cov抗体上,该抗体最初是由荷兰制药公司Crucell Holland B.V.于2006年分离出来的。中国科学家今年早些时候的一份报告显示,CR3022对SARS-CoV-2有交叉反应。Wilson’的团队利用他们的结构映射技术来确定抗体是如何与SARS-CoV-2结合的。

一项重要的发现是,这两种冠状病毒的结合位点高度相似,而它们的区别仅仅在于四种构成蛋白质的氨基酸。这种高度的相似性意味着这个网站有一个重要的功能,如果它发生了显著的变异,这个功能就会丢失。

然而,该网站的功能仍然很神秘。斯克里普斯的研究分析发现,抗体结合位点与病毒抓住细胞表面蛋白受体、准备穿透肺部细胞的部位相对较远。这表明,至少对于SARS-CoV来说,CR3002能够以某种间接的方式中和病毒感染细胞的能力。

更令人不解的是,这些病毒的抗体结合位点通常是抗体无法到达的。

我们发现,这一区域通常隐藏在病毒内部,只有当病毒的这一部分改变其结构时才会暴露出来,就像在自然感染中一样。该研究的第一作者之一、威尔逊实验室的助理研究员、博士孟Yuan说。

尽管这两种冠状病毒之间的差异很小,但抗体与SARS病毒的结合程度要比与SARS病毒的结合程度低得多,而且在实验室培养皿试验中不能像与SARS病毒的结合那样中和SARS- cov -2。

尽管如此,研究结果表明,这种抗体在SARS-CoV-2上的结合位点是一个易受攻击的位点,抗体更紧密地结合它可能会成功地中和病毒。这种中和抗体如果发展成治疗方法,可用于治疗COVID-19患者,并为未受感染的个人提供暂时的保护,例如卫生保健工作者。

事实上,这种结合位点在SARS-CoV和SARS-CoV-2之间高度保守,这也暗示着,可能有抗体可以有效地中和这两种病毒,而且可能以同样的方式,可以在未来突发性冠状病毒引起大流行之前中和它们。

斯克里普斯研究所(Scripps Research)和世界各地的实验室目前正在通过献血的方式,从从covid19中康复的患者身上寻找抗体,以便进行进一步的研究。

参考文献:在SARS-CoV-2和SARS-CoV&rdquo的受体结合域中高度保守的隐性表位;由Scripps Research的孟Yuan、Nicholas Wu、Xueyong Zhu、Chang-Chun Lee和Ian Wilson撰写;香港大学的苏瑞辉、吕慧彬和莫国强,科学,2020年4月3日。

DOI: 10.1126 / science.abb7269

美国国家卫生研究院(K99 AI139445)和比尔及梅琳达·盖茨基金会(OPP1170236)提供了部分支持。

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