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什么样的抗体对新冠病毒有强效?

时间: 2020年07月15日 | 作者: Admin | 来源: 学术经纬
从感染新冠病毒后康复的患者体内,很多研究者找出了人体免疫系统制造的中和抗体。在此基础上,科学家们正在设计和开发疫苗。


  为制止新冠病毒在全世界的大流行,开发有效的疫苗是一项极为紧迫的任务。从感染新冠病毒后康复的患者体内,很多研究者找出了人体免疫系统制造的中和抗体。在此基础上,科学家们正在设计和开发疫苗。


图片来源:药明康德内容团队制图

图片来源:药明康德内容团队制图


  根据顶尖学术期刊《科学》今日发表的一项最新研究,由美国斯克利普斯研究所(The Scripps Research Institute)主导的一支科研团队,对近300种人源中和抗体进行了分析,发现在中和新冠病毒方面表现得特别强大的一些抗体,在分子特征上具有关键的共同点:与同一个抗体编码基因有关。


  研究人员指出,确定该基因编码的抗体是免疫应答的关键因素,意味着这类抗体的水平或许可以为正在进行和将要进行的新冠疫苗临床试验,提供一个检验效果的间接标志物。“这对设计出高效的COVID-19疫苗具有重要的启发。”该研究的共同作者Dennis Burton教授表示。



  研究小组首先分析了294种不同的中和抗体。这些抗体是过去几个月里多个研究组从新冠康复期患者血液中分离出来的,它们都可以靶向新冠病毒表面的S蛋白,以阻断病毒与宿主细胞的结合。


  人的抗体由免疫细胞B细胞制造,每个B细胞根据细胞内独特的抗体基因组合,编码产生一类特定的抗体。在这项研究中,科学家们发现,编码重链可变区(抗体的一个组成部分)的IGHV3-53抗体基因,是这些中和抗体中最常用的基因,约占10%;相比之下,健康者体内,仅有平均不到2%的抗体携带这一基因编码的片段。


  接下来,使用高分辨率的X射线晶体学成像技术,研究小组分析了两种IGHV3-53基因表达片段的抗体的细节,进一步揭示这类抗体高效结合新冠病毒靶点的结构特征。


两种IGHV3-53编码抗体(黄色与橙色所示)分别与新冠病毒S蛋白组成的复合物的晶体结构

两种IGHV3-53编码抗体(黄色与橙色所示)分别与新冠病毒S蛋白组成的复合物的晶体结构


  研究人员还指出,与健康人血液循环中的少量原始版本相比,研究中发现的IGHV3-53编码的抗体片段只发生了微小的变异。这意味着,利用疫苗增加这类抗体的数量是一个可以实现的目标。


  这是因为,一般来说B细胞遭遇病毒后,开始增殖的同时,抗体基因的一部分发生突变,以便生成新的B细胞,产生更适合病毒靶点的抗体。在这种“亲和力成熟”过程中,产生的病毒中和抗体需要的突变越多,意味着用疫苗诱导这一过程就越困难。幸运的是,“这些针对新冠病毒的IGHV3-53编码抗体,不要求亲和力成熟即可实现对靶点的高效中和抗体应答”,研究作者总结说。因此,疫苗或许能够相对容易地诱导出来自这些强效中和抗体的保护反应。


  “冠状病毒已经在我们身边存在了成百数千年,可以想象,我们的免疫系统在进化,人体携带的抗体可以立即做出强有力的应答。”这项研究的主要负责人之一Ian Wilson教授说。