隨著病毒的大規(guī)模流行，新的病毒突變株不斷出現(xiàn)，Alpha、Beta、Gamma、Delta、Omicron等等，其中一些突變株具有更強(qiáng)的感染能力或更強(qiáng)免疫逃逸能力。

目前全世界最關(guān)注的當(dāng)屬Omicron突變株，Omicron突變株于近日在南非發(fā)現(xiàn)，已傳播到29個(gè)國(guó)家。從當(dāng)?shù)孬@得的初步數(shù)據(jù)和分析顯示，南非的疫情將呈“指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)”，而Omicron似乎可以重新感染已經(jīng)感染過(guò)其他新冠病毒毒株的康復(fù)者。

2021年12月2日，美國(guó)哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員在頂尖期刊" Science "上發(fā)表了一篇題為" Structural basis for continued antibody evasion by the SARS-CoV-2 receptor binding domain "的研究論文。

該研究預(yù)測(cè)了SARS-CoV-2未來(lái)的進(jìn)化策略，發(fā)現(xiàn)了幾種可能的變異，這些變異使病毒能夠逃避免疫防御，包括通過(guò)感染或接種疫苗獲得的自然免疫，以及基于抗體的治療。

在研究發(fā)表之際，一種被稱(chēng)為Omicron的新變種席卷而來(lái)，隨后被發(fā)現(xiàn)Omicron包含研究人員在該研究中預(yù)測(cè)的幾種逃避抗體的突變。意味著Omicron有可能進(jìn)化出逃避免疫防御的能力。

研究人員表示，研究結(jié)果并不直接適用于Omicron，因?yàn)檫@種特定變體將取決于其自身獨(dú)特的一組突變（至少30個(gè)）之間的相互作用。盡管如此，該研究提供了與Omicron有關(guān)的特定領(lǐng)域的重要線(xiàn)索，并作為未來(lái)可能出現(xiàn)的其他突變的指引。

研究結(jié)果表明，需要格外注意Omicron突變，因?yàn)檫@些突變已經(jīng)證明能夠避免用于治療新感染患者的抗體和來(lái)自mRNA疫苗的抗體。研究人員沒(méi)有研究針對(duì)非mRNA疫苗產(chǎn)生的抗體的病毒防御。

在該研究中，為了估計(jì)病毒接下來(lái)可能如何自我轉(zhuǎn)變，研究人員遵循病毒化學(xué)和物理結(jié)構(gòu)的線(xiàn)索，并在免疫功能低下的個(gè)體和全球病毒序列數(shù)據(jù)庫(kù)中尋找罕見(jiàn)的突變。在使用非感染性病毒樣顆粒的實(shí)驗(yàn)室研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了多種復(fù)雜突變的組合，使病毒能夠感染人類(lèi)細(xì)胞，同時(shí)降低或中和抗體的保護(hù)能力。

研究人員將重點(diǎn)放在冠狀病毒刺突蛋白上，稱(chēng)為受體結(jié)合結(jié)構(gòu)域，病毒利用該結(jié)構(gòu)域與人類(lèi)細(xì)胞結(jié)合。刺突蛋白允許病毒進(jìn)入人類(lèi)細(xì)胞，在那里它啟動(dòng)自我復(fù)制并最終導(dǎo)致感染。

大多數(shù)抗體通過(guò)鎖定病毒刺突蛋白受體結(jié)合域上的相同位置來(lái)發(fā)揮作用，以阻止其與細(xì)胞結(jié)合并引起感染。

為了證明病毒能夠產(chǎn)生大量逃逸突變，研究人員構(gòu)建了一種病毒模型，這種病毒是由無(wú)害的非感染性病毒樣顆粒與含有疑似逃逸突變的SARS-CoV-2刺突蛋白片段組合而成的。

從治療性抗體和 mRNA 疫苗血清中逃逸

研究發(fā)現(xiàn)，含有多達(dá)7個(gè)這些逃逸突變的模型能抵抗mRNA疫苗接受者的治療性抗體和血清的中和作用。

隨著Omicron變體的出現(xiàn)，研究人員表示，受體結(jié)合域中這種水平的復(fù)雜突變不再是假設(shè)了，Delta變體在其受體結(jié)合域中只有兩個(gè)突變，研究中的模型有多達(dá)7個(gè)突變，然而Omicron有15個(gè)，其中包括研究人員分析的幾個(gè)特定突變。

在一系列實(shí)驗(yàn)中，研究人員進(jìn)行了生化分析和模型測(cè)試，以了解抗體如何與含有逃逸突變的刺突蛋白結(jié)合。其中一些突變，包括在Omicron中發(fā)現(xiàn)的一些突變，使模型能夠完全逃避治療性抗體。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一種抗體，它能夠有效地中和所有被測(cè)試的變種。然而，如果刺突蛋白發(fā)生單一突變，在抗體與病毒結(jié)合的位置添加糖分子，病毒將能夠逃避該抗體。

在抗體與病毒結(jié)合的位置添加糖分子驅(qū)動(dòng)中和逃逸

研究人員先前對(duì)攜帶較少突變的變異進(jìn)行的研究結(jié)果表明，這些新的高度突變的變異也能巧妙地逃避通過(guò)自然感染獲得的抗體。

在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，這些模型暴露于接受過(guò)mRNA疫苗的個(gè)體的血清中。對(duì)于一些高度變異的變種，單劑量疫苗接種者的血清完全失去了中和病毒的能力。在從接受過(guò)第二劑疫苗的人身上采集的樣本中，對(duì)所有變種保持了一定的效力，包括一些廣泛變異的偽型。

研究人員表示，該研究在SARS-CoV-2刺突蛋白中看到的巨大結(jié)構(gòu)靈活性，Omicron不太可能成為這種病毒的結(jié)局。

論文鏈接：

DOI:10.1126/science.abl6251