对COVID-19强抗体反应的关键

　　

由Scripps研究中心的科学家领导的一个研究小组在许多中和了导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2的人体抗体中发现了一个共同的分子特征。

7月13日的《Science》杂志上，他们回顾了他们的实验室和其他人在过去几个月里在恢复期的COVID-19患者身上发现的近300个抗SARS-CoV-2抗体的数据。他们注意到，这些抗体的一个子集在中和病毒方面特别强大，而且这些强有力的抗体都部分地由同一个抗体基因IGHV3-53编码。

科学家们使用X射线晶体学，在SARS-CoV-2的靶点上对其中两种抗体进行了成像。由此得到的这种相互作用的原子结构细节应该对疫苗设计者以及希望开发针对SARS-CoV-2上同一位点的抗病毒药物的科学家有用。

先前的研究表明，由IGHV3-53编码的抗体通常存在于健康人的血液中，但数量很少。因此，研究结果给人们带来了希望，即用疫苗来提高这些抗体的水平，将能够充分抵御病毒。

“这项研究为有效的COVID-19疫苗设计提供了重要的灵感，”共同作者Dennis Burton博士说，他是Scripps研究所免疫学和微生物学系的教授和共同主席。

迄今为止，开发一种有效的疫苗来阻止SARS-CoV-2大流行是目前世界上最重要的公共卫生优先事项。

尽管一些潜在的疫苗已经在临床试验中，科学家们还没有完全了解定义保护性抗体反应的分子特征。在新的研究中，科学家们朝着这个目标迈出了一大步。

研究小组首先分析了过去几个月从COVID-19患者血液中分离出的294种不同的SARS-CoV-2中和抗体。抗体是免疫B细胞产生的Y形蛋白。每一个B细胞产生一种特定的抗体类型或克隆，由细胞内抗体基因的独特组合编码。科学家们发现，一种名为IGHV3-53的抗体基因是294种抗体中最常见的基因，编码约10%。

科学家们还注意到，在他们的研究中，IGHV3-53编码的抗体包含一个异常短的CDR H3环变体，通常是一个关键的靶结合元素。然而，与其他非IGHV3-53编码的抗体相比，这些抗体对SARS-CoV-2非常有效。

IGHV3-53抗体还有另一个特性：它们似乎只从最初在健康人血液中少量流通的原始版本中发生了微小的突变。这表明增加其数量将是SARS-CoV-2疫苗的一个好的和可实现的目标

正常情况下，当B细胞被一种适合它们的病毒激活时，它们会开始增殖，并使其抗体基因的一部分发生突变，以便产生新的抗体更适合病毒靶点的B细胞。这种“亲和力成熟”过程产生病毒中和抗体所需的突变越多，用疫苗诱导同样的过程就越困难。

幸运的是，研究中发现的IGHV3-53抗体似乎经历了很少或根本没有亲和力成熟，但已经非常有效地中和了病毒——这表明疫苗可能能够相对容易地诱导这些强效中和剂产生保护性反应。

“冠状病毒已经存在了几百到几千年了，我们可以想象我们的免疫系统已经进化成这样一种方式，我们携带的抗体可以立刻做出强有力的反应，可以这么说，”该研究的资深作者、结构生物学教授、Scripps综合结构与计算生物学系主任Ian Wilson说。

走向临床试验标准

Wilson的团队利用高分辨率X射线晶体学成像了两种不同的IGHV3-53抗体，它们与SARS-CoV-2上的靶点结合。

“我们能够揭示IGHV3-53编码抗体的独特结构特征，这些特征有助于它们的高结合亲和力以及它们对SARS-CoV-2受体结合位点的特异性，”第一作者之一、威尔逊实验室博士后研究员Meng Yuan博士说。

详细的原子尺度结构数据应该会引起疫苗设计者和药物开发者的兴趣。此外，研究人员说，IGHV3-53编码抗体作为COVID-19免疫反应的关键元素的鉴定表明，这些抗体的水平可能作为正在进行和未来疫苗试验成功的间接标志物。

原文检索：Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2

（生物通：伍松）