世界上第一个 omicron 变异刺突蛋白的分子水平分析

UBC 的研究人员是世界上第一个对 omicron 变异刺突蛋白进行分子水平结构分析的人。

使用低温电子显微镜以接近原子分辨率进行的分析揭示了这种高度突变的变体如何感染人类细胞并且高度逃避免疫。这些发现揭示了为什么omicron具有高度传播性，并将有助于加速更有效治疗方法的开发。

不列颠哥伦比亚大学生物化学和分子生物学系教授 Sriram Subramaniam 博士(他/他)讨论了他的团队研究的意义，该研究目前正在同行评审中，可作为 bioRxiv 的预印本。

你通过这项研究检查了什么?

omicron 变体具有 37 个刺突蛋白突变，这是史无前例的——这是我们见过的任何其他变体的三到五倍。

这很重要，原因有二。首先，因为刺突蛋白是病毒附着并感染人类细胞的方式。其次，因为抗体附着在刺突蛋白上以中和病毒。因此，刺突蛋白上的小突变对病毒的传播方式、我们的身体如何抵抗它以及治疗的有效性具有潜在的重大影响。

我们的研究使用冷冻电子显微镜和其他测试来了解突变如何在分子水平上影响 omicron 变体的行为。

你的分析揭示了什么?

我们看到几个突变(R493、S496 和 R498)在刺突蛋白和称为 ACE2 的人类细胞受体之间产生了新的盐桥和氢键。这似乎会增加结合亲和力——病毒与人体细胞的结合强度——而其他突变(K417N)会降低这种结合的强度。

总体而言，研究结果表明，omicron 比原始 SARS-CoV-2 病毒具有更大的结合亲和力，其水平与我们在 delta 变体中看到的更相似。值得注意的是，尽管发生了如此广泛的突变，omicron 变体仍能保持其与人类细胞有效结合的能力。

抗体的有效性如何?

我们的实验证实了我们在现实世界中看到的情况——在逃避通常用作治疗的单克隆抗体以及逃避疫苗和自然感染产生的免疫力方面，omicron 刺突蛋白远优于其他变体。

值得注意的是，与未接种疫苗的 患者自然感染产生的免疫力相比，omicron 对疫苗产生的免疫力的回避程度较低。这表明疫苗接种仍然是我们对 omicron 变体的最佳防御。

关于 omicron 变体的宏观行为，这些分子水平的变化告诉我们什么?

我们看到的刺突蛋白突变的两个特征——与人类细胞的强结合​​和抗体逃避的增加——可能是导致omicron 变体的传播性增加的因素。这些是推动该变体快速传播的潜在机制，也是 omicron 可以很快成为 SARS-CoV-2 的主要变体的原因。

我们如何处理在逃避免疫方面如此有效的变体?

好消息是，了解刺突蛋白的分子结构将使我们能够在未来针对 omicron 和相关变体开发更有效的治疗方法。了解病毒如何附着并感染人类细胞意味着我们可以开发出破坏该过程并中和病毒的治疗方法。

我们团队的一个重要重点是更好地了解中和抗体和治疗的结合，这些抗体和治疗将在整个变体范围内有效，以及如何使用这些来开发抗变体治疗。

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