科学:揭示非典

2021年12月10日/Bion/-在一项新的研究中，由美国哈佛医学院的研究人员领导的研究团队在预测新型冠状病毒冠状病毒未来进化策略的过程中发现了几个潜在的突变，这些突变将使这种病毒逃脱免疫防御，包括通过感染或接种疫苗以及基于抗体的治疗获得的自然免疫。这些结果将帮助人们衡量新型冠状病毒在适应人类宿主的过程中可能如何进化，并帮助公共卫生官员和科学家为未来可能的突变做好准备。相关研究成果于2021年12月2日在线发表在《科学》杂志上，标题为“新型冠状病毒受体结合域持续蒸发抗体的结构基础”。

事实上，当这项新研究即将发表时，一个令人担忧的新变种——OMI cron出现了。后来，这些作者发现它包含了在这篇新发表的论文中预测的几种可避免的抗体突变。截至2021年12月1日，omicron已在非洲、亚洲、澳大利亚、欧洲、北美和南美的25个国家被发现，且名单每天都在增加。

这些作者警告说，这些发现并不直接适用于omicron，因为这种特殊的变异体如何表现将取决于它自己独特的一组突变(病毒刺突蛋白中至少有30个突变)之间的相互作用，以及它如何与世界各地人群中传播的其他活性菌株竞争。尽管如此，他们说，这项研究为omicron值得关注的特定领域提供了重要线索，也为发现未来变体中可能出现的其他突变奠定了基础。

论文作者、哈佛医学院布拉瓦茨尼克研究所微生物学助理教授乔纳森亚伯拉罕(Jonathan Abraham)表示，“我们的发现表明，建议对奥米克隆采取非常谨慎的态度，因为事实证明，这些突变相当有能力避开用于治疗新感染患者的单克隆抗体和mRNA疫苗接种产生的抗体。”这些作者没有研究这种病毒对非基因疫苗产生的抗体的抗性。

亚伯拉罕指出，新型冠状病毒病毒在人类中持续复制的时间越长，它就越有可能继续进化出新的突变，从而在现有的自然免疫、疫苗和治疗方法面前进化出一种新的传播模式。

亚伯拉罕说，这意味着阻止这种病毒传播的公共卫生努力，包括尽快在世界各地大规模接种疫苗，对于预防疾病和减少这种病毒的进化机会至关重要。

作者说，这些发现也强调了继续研究新型冠状病毒和其他病原体未来潜在进化的重要性。该论文的合著者凯瑟琳纳比尔说，“为了摆脱这个疫情，我们需要领先于这种病毒，而不是赶上。我们的方法是独特的，因为我们不是孤立地研究单个逃避抗体的突变，而是将每个突变作为同时包含许多突变的复合变异体的一部分来研究——我们认为这可能是这种病毒的趋势。不幸的是，奥米克龙似乎就是这种情况。”

许多先前的研究已经探索了从新型冠状病毒新优势毒株进化而来的机制，这使得病毒能够抵抗抗体的保护能力，旨在保护弱势人群免受感染和严重疾病。

2021年夏天，亚伯拉罕没有等着看下一个新的突变会带来什么，而是着手确定未来可能的突变会如何影响病毒感染细胞和逃避免疫防御的能力，并与哈佛医学院、布里格姆妇女医院、麻省总医院、哈佛朝圣保健研究所、哈佛大学陈增喜公共卫生学院、波士顿大学医学院、新兴传染病国家实验室和艾伯维生物研究中心的同事合作。

为了估计新型冠状病毒下一步可能如何转变自己，这些作者根据病毒化学和物理结构的线索，在免疫缺陷人群和全球病毒序列数据库中寻找罕见突变。在使用非传染性病毒样颗粒的实验室研究中，他们发现了复合突变的组合，这将使病毒感染人类细胞并降低中和抗体的保护能力。

这些作者专注于新型冠状病毒刺突蛋白的受体结合域(RBD)，这种病毒用它来结合人类细胞。刺突蛋白允许这种病毒进入人体细胞，在那里开始自我复制，最终导致感染。

大多数中和抗体的功能是结合到新型冠状病毒刺突蛋白受体结合结构域的相同位置，以防止其附着在人体细胞上并引起感染。

变异和进化是病毒自然历史的正常部分。每次产生新的病毒副本时，都可能出现复制错误。当病毒遇到来自宿主免疫系统的选择压力时，让病毒避免被现有抗体阻断的复制错误，将有更好的机会存活并继续复制。允许病毒以这种方式逃避抗体的突变被称为逃避突变。

宿主体内进化出的RBD结构与人类ACE2结合。图片来自科学，2021，doi :10.1126/science . abl 6251。

这些作者已经证实，新型冠状病毒可以同时产生大量逃逸突变，同时保留与感染人类细胞所需的受体结合的能力。为了验证这一点，他们将无害的、非传染性的病毒样颗粒与疑似逃逸突变的新型冠状病毒刺突蛋白片段结合，构建了一种假病毒，即实验室制造的新型冠状病毒病毒体双。他们发现，具有多达7个逃逸突变的假病毒对mRNA疫苗接受者血清中的治疗性抗体和中和性抗体更具抗性。