bioRxiv:首次在世界范围内进行了奥米克龙突变株刺突蛋白的分子水平分析

来源：原创网站2021-12-29 22:49

来自不列颠哥伦比亚大学等机构的科学家首次在分子水平上对Omicron突变株的刺突蛋白进行了结构分析。

2021年12月29日/100医学网bion/-新报道的新冠肺炎奥米克隆突变株将取代Delta突变株，成为全球传播速度最快的新型冠状病毒突变株。近日，在预印网站bioRxiv上发表的题为“新型冠状病毒奥米克隆变异体：Ace2binding、刺突蛋白的Cryo-EM结构-Ace2complex与抗体蒸发”的研究报告中，来自不列颠哥伦比亚大学等机构的科学家首次在分子水平上对奥米克隆突变株的刺突蛋白进行了结构分析。

奥米克隆突变株与人ACE2受体结合的刺突蛋白(紫色)的原子结构(蓝色)。

图片：斯里拉姆苏布拉马年博士

在这篇论文中，研究人员利用低温电子显微镜揭示了这种严重的突变菌株是如何感染人类细胞并逃避宿主生物的免疫的。相关研究结果可能有助于解释为什么奥米克隆的突变株具有高度传染性，也有望帮助研究人员开发更有效的治疗策略。据研究人员称，奥米克隆的突变株有37种刺突蛋白，这可能是前所未有的数量，比研究人员看到的其他突变株多3-5倍。

这一点非常重要，首先因为刺突蛋白是病毒吸附感染人体细胞的一种方式，其次抗体会吸附刺突蛋白中和病毒。因此，刺突蛋白的小突变往往会对病毒传播途径、机体如何抵抗突变株以及治疗的有效性产生重大影响。研究人员利用低温电子显微镜和其他手段，在分子水平上揭示了突变如何影响神秘克隆突变株的行为。据研究人员介绍，我们已经看到包括R493、S496和R498在内的许多突变会在刺突蛋白和人类细胞受体ACE2之间产生新的盐桥和氢键，这似乎增加了病毒的亲和力(病毒对人类细胞吸附的强度)，而其他突变(K417N)则会降低这种结合的强度。

总的来说，研究结果表明，与原始新型冠状病毒病毒相比，奥米克龙突变株具有更强的亲和力，其水平与我们看到的德尔塔突变株相似。但重要的是，尽管有如此广泛的变异，奥米克隆突变株仍能保持与人类细胞有效结合的能力。这项研究证实了科学家在现实世界中所看到的情况，即Omicron突变株在避免通常用于治疗的单克隆抗体以及疫苗和自然感染产生的免疫力方面可能远远优于其他突变株。

图片：https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.12.19.473380v1

值得注意的是，与未接种疫苗的新冠肺炎患者自然感染引起的免疫力相比，奥米克隆避免疫苗引起的免疫力水平较低，这表明接种疫苗仍然是奥米克隆有效抵抗突变株的最佳防御手段。研究人员观察到的刺突蛋白突变的两个特点(可以与人体细胞强结合，增加抗体的逃逸)都可能导致突变株在Omicron中的传播性增加，这可能是突变株快速传播的基本停止，这也是Omicron能够迅速成为新型冠状病毒主要突变株的原因。

好消息是，揭示奥米克隆突变株刺突蛋白的分子结构可能有助于研究人员开发针对奥米克隆及其相关突变体的新的有效疗法。了解病毒吸附和感染人体细胞的机制，意味着我们需要开发能够干扰这一过程并中和病毒的治疗手段。目前，研究人员的重点是更好地了解中和抗体的结合以及整个突变体范围内的有效治疗方法，研究人员也有望帮助开发抵抗突变体的新疗法。

综上所述，本研究结果表明，ACE2水平相互作用的保持和抗体逃避的增加可能是导致奥米克龙突变株传播力增加的分子因素。(100yiyao.com 100医疗网)

原始来源：

Dhiraj Mannar，James W. Saville，祝星等人，bioRxiv (2021年)。doi :10 . 1101/2021 . 12 . 19 . 473380

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