Science:強效中和SARS-CoV-2的人類抗體,都具有這種“優秀”基因
4天前
揭示SARS-CoV-2強效中和抗體所具備的關鍵因素。

由新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)造成的新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)大流行讓全世界陷入不同程度的災難之中。迄今為止,全球超1200萬人受感染,逾50萬人死亡,多國經濟陷入了幾十年一遇的低迷期。盡管已有多款疫苗及藥物進入臨床,但是目前研究人員尚不清楚導致有效抗體應答的分子特征。

當地時間7月13日,《Science》發布的一篇文章揭示了SARS-CoV-2強效中和抗體所具備的關鍵因素。斯克利普斯研究所的一支研究團隊在對近300種抗體進行分析后發現,所有強效的中和抗體都具有一種共同的抗體編碼基因——IGHV3-53基因。


DOI:10.1126 /science.abd2321

該報告的資深作者、斯克利普斯研究所綜合結構與計算生物學系主任Ian Wilson說:“這類抗體在COVID-19患者的研究中經常被分離出來,我們現在可以了解它與SARS-CoV-2相互作用的結構基礎?!?/p>

抗體是由免疫細胞B細胞產生的Y形蛋白,每一個B細胞內都會產生一種由抗體基因編碼的特定抗體類型。在這項研究中,研究人員對過去從康復患者血液中分離出的294種不同的中和抗體進行了分析,發現重鏈可變區的IGHV3-53基因是最常見的基因,編碼約10%。


294種靶向RBD的抗體的IGHV基因使用情況的分布

病毒入侵宿主的必要條件是其棘突(S)蛋白的受體結合域(RBD)與宿主受體ACE2的結合,所有有效的中和抗體都應該能夠阻斷這種結合從而達到效果。在這項研究中,研究人員使用了一種被稱為X射線晶體學的工具對兩種不同的IGHV3-53抗體CC12.1和CC12.3進行成像,從而了解IGHV3-53強效識別RBD的內在分子特征。另外,研究人員也發現,IGHV3-53編碼抗體含有CDR H3環的異常短變體,這通常是關鍵的靶標結合元件。與未由IGHV3-53編碼的其他抗體相比,這些抗體對SARS-CoV-2的中和效力非常強勁。


兩種IGHV3-53抗體的結構

一般而言,人體內會存在少量由IGHV3-53編碼的抗體。不過,正常情況下,當B細胞被與之相適應的病毒激活時,會開始增殖并造成抗體基因的部分突變,隨著突變的增加,用疫苗誘導相同過程的難度就越大。但幸運的是,與健康人體血液中原始的抗體相比,COVID-19康復患者體內的抗體突變非常少,并且在中和病毒方面仍然非常有效,這說明疫苗或許能夠相對容易地誘導出這些有效中和抗體的保護反應。

Scripps Research免疫學和微生物學系教授兼聯合主席Dennis Burton博士說:“這項研究為有效的COVID-19疫苗設計提供了重要的啟發”。IGHV3-53編碼抗體的水平或許能夠作為正在進行和未來計劃開展的疫苗試驗成功的間接標志物。

參考資料:

1.Structural basis of a shared antibody response to SARS-CoV-2.

2.Scientists discover key element of strong antibody response to COVID-19.

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