靶向刺突蛋白RBD保守沉默面的广谱中和抗体可抵抗SARS-CoV-2极端抗原漂移

为应对SARS-CoV-2变异株的免疫逃逸问题，斯克里普斯研究所等团队通过结构生物学和抗体功能分析，发现靶向受体结合域（RBD）保守位点（group 1的CR3022表位和group 2的"site V"）的广谱中和抗体（bnAbs）。这些抗体能抵抗包括BA.2.86和JN.1在内的Omicron进化株，其结合机制涉及独特的重链CDRH3基序（如YYDRxG）和对三聚体稳定性的破坏。该研究为设计泛沙贝冠状病毒疫苗提供了关键靶点，推动免疫聚焦策略发展。

　　

论文解读

新冠病毒（SARS-CoV-2）的持续变异导致其刺突蛋白受体结合域（RBD）发生显著抗原漂移，使多数靶向受体结合位点（RBS）的单克隆抗体失效，对疫苗和抗体疗法构成严峻挑战。尤其Omicron变异株在RBD区域积累大量突变（如BA.2.86含19个RBD突变），进一步削弱了现有免疫干预的效果。因此，识别能抵抗极端突变的保守表位及其靶向抗体，成为开发广谱冠状病毒疫苗的核心突破口。

为破解这一难题，美国斯克里普斯研究所（The Scripps Research Institute）联合宾夕法尼亚大学的研究团队，从具有混合免疫力（感染康复后接种疫苗）的个体中分离出两类广谱中和抗体（bnAbs）：group 1和group 2抗体。通过结构解析与功能验证，首次阐明这两类抗体抵抗Omicron极端抗原漂移的分子机制，相关成果发表于《Cell Reports》。

关键研究方法

1. 抗体功能评价：利用假病毒中和实验测试14种group 1和5种group 2抗体对12种SARS-CoV-2变异株（含BA.2.86和JN.1）的中和活性，计算半数抑制浓度（IC₅₀）。
2. 分子机制解析：通过X射线晶体学测定7种抗体与SARS-CoV-2 RBD的复合物结构（分辨率1.79–3.3 ?），包括group 1的CC25.54/CC84.24（靶向CR3022表位）和group 2的CC25.4/CC25.56（靶向site V）。
3. 动态结合分析：采用生物膜干涉技术（BLI）量化抗体对Omicron BA.4/5刺突蛋白及跨沙贝病毒属（sarbecovirus）RBD的结合亲和力。
4. 三聚体稳定性验证：通过负染色电镜（nsEM）观察group 2抗体结合后刺突蛋白三聚体的解离现象。

研究结果与发现

1. 广谱中和抗体抵抗极端抗原逃逸

• Group 1抗体（如CC25.54）靶向RBD的CR3022隐蔽表位（与class 4抗体重叠），虽对早期变异株（Alpha–Delta）高效，但对Omicron亚型中和活性下降14–105倍（图1B）。例外的是4种抗体（如CC25.36）通过独特YYDML基序维持中和广度。
  
  
• Group 2抗体（如CC25.4）靶向RBD的"位点V"（site V），虽初始中和力较弱（IC₅₀在μg/mL级），但对Omicron的耐受性更强（活性仅降2–17倍）。3种抗体（如CC25.56）甚至能中和最新流行株JN.1（表S1），成为迄今最抗逃逸的bnAbs。

2. 体细胞高频突变（SHM）是中和活性的关键

• 将成熟抗体还原为推定型（iGL）版本后，group 1 iGL可中和早期毒株但失效于Omicron；group 2 iGL则完全丧失中和能力（图2B–C）。这表明SHM对适应高度突变病毒不可或缺。

3. 结构机制揭示保守表位特性

• Group 1的共性基序：抗体CC25.54/CC84.24通过重链互补决定区（CDRH3）的"YYDRxG"基序（由IGHD3-22基因编码）结合CR3022表位，其轻链多样性（如IGKV3-20 vs IGLV3-21）影响结合界面（图3）。
  
  
• Group 2的独特表位：抗体CC25.4/CC25.56靶向RBD"位点V"（又称侧翼表位），该区域在RBD向下构象时被相邻原体的N端结构域（NTD）遮蔽。结合时破坏三聚