科學家們確定了能夠中和Omicron和其它SARS-CoV-2變種的抗體
一個國際科學家小組已經確定一種能夠中和Omicron和其它SARS-CoV-2變種的抗體。這些抗體針對的是病毒尖峰蛋白的區域,這些區域隨著病毒的變異而基本保持不變。霍華德·休斯醫學研究所調查員、西雅圖華盛頓大學醫學院生物化學副教授David Veesler說,通過確定這些”廣泛中和”抗體在尖峰蛋白上的目標,也許有可能設計出不僅對Omicron變種而且對未來可能出現的其他變種有效的疫苗和抗體療法。”
這一發現告訴我們,通過專注於針對尖峰蛋白上這些高度保守位點的抗體,有一種方法可以克服病毒的持續進化。
Veesler與瑞士Vir生物技術公司Humabs Biomed SA的Davide Corti領導了這個研究項目。該研究的結果於12月23日發表在《自然》雜誌上。該研究的主要作者是Elisabetta Cameroni和Christian Saliba(Humabs),John E. Bowen(華盛頓大學生物化學)和Laura Rosen(Vir)。
Omicron變種在穗狀蛋白上有37個突變,它利用這些突變來鎖定和入侵細胞。這是一個異常高的突變數量。人們認為,這些變化部分地解釋了為什麼該變種能夠如此迅速地傳播,感染已接種疫苗的人,並重新感染那些以前被感染過的人。研究人員試圖回答的主要問題是:Omicron變種的穗狀蛋白的這種突變組合是如何影響其與細胞結合的能力和逃避免疫系統的抗體反應的,”。
Veesler和他的同事推測,Omicron的大量突變可能是在免疫系統較弱的人長期感染期間積累的,或者是病毒從人類跳到動物物種再跳回來的。
為了評估這些突變的影響,研究人員設計了一種不能複制的病毒,稱為假病毒,在其表面產生穗狀蛋白,就像冠狀病毒那樣,這些假病毒的尖峰蛋白具有Omicron突變和那些在大流行病中最早發現的變種上發現的突變。
研究人員首先觀察了不同版本的尖峰蛋白能夠與細胞表面的蛋白質結合的程度,病毒利用這種蛋白質來抓住並進入細胞。這種蛋白質被稱為血管緊張素轉換酶-2(ACE2)受體。
他們發現Omicron變種尖峰蛋白能夠比在大流行初期分離的病毒中發現的尖峰蛋白的結合能力強2.4倍。”這算不上是巨大的增長,”Veesler指出,”但是在2002-2003年爆發的SARS中,增加親和力的尖峰蛋白的突變與更高的傳播性和感染性有關。”他們還發現Omicron版本能夠有效地與小鼠ACE2受體結合,這表明Omicron可能能夠在人類和其他哺乳動物之間來往”。
研究人員隨後考察了針對該病毒早期分離物的抗體對Omicron變種的保護程度。他們通過使用以前感染過該病毒早期版本的病人的抗體,或接種過該病毒早期毒株的疫苗,或被感染後接種過疫苗的病人的抗體來實現這一目標。
他們發現曾被早期病毒株感染過的人和接種過目前最常用的六種疫苗之一的人的抗體都降低了阻止感染的能力。
以前被感染過的人和那些接種過Sputnik V(俄羅斯衛星)或中國國藥疫苗以及單劑量強生公司疫苗的人的抗體幾乎沒有能力阻止-或”中和”- Omicron變種進入細胞。接受過兩劑Moderna、輝瑞/BioNTech和阿斯利康疫苗的人的抗體保留了一些中和活性,儘管減少了20至40倍,比應對任何其他變種都要來得差。
從感染中恢復、然後接種過兩劑疫苗的人的抗體也有抗體活性降低的現象,但降低的幅度較小,約為5倍,這一觀察結果清楚地表明感染後接種疫苗是有用的。
在這種情況下,一組腎透析患者的抗體,在接受第三劑Moderna和輝瑞/BioNTech公司生產的mRNA疫苗的強化治療後,中和活性只降低了4倍。”Veesler說:”這表明,第三劑疫苗對防止感染Omicron真的非常有幫助。
除了一種目前被授權或批准用於接觸該病毒的病人的抗體治療方法外,其他所有的抗體治療方法在實驗室中對歐米茄沒有活性或活性明顯降低。研究發現,一個名為sotrovimab的抗體,它的中和活性降低了2到3倍。
但是當他們測試了針對該病毒早期版本產生的一個更大的抗體小組時,研究人員發現有四類抗體保留了中和Omicron的能力。這些類別中的每個成員都針對尖峰蛋白的四個特定區域之一,這些區域不僅存在於SARS-CoV-2變種中,而且還存在於一組相關的冠狀病毒,即沙貝科病毒。蛋白質上的這些位點可能持續存在,因為它們發揮著重要的功能,如果它們發生突變,蛋白質就會失去這種功能。
Veesler說,發現抗體能夠通過識別這麼多不同病毒變種中的保守區域來中和,這表明設計針對這些區域的疫苗和抗體治療方法可能對通過變異出現的廣泛變種有效。