科普天地
“逃跑”的奥密克戎
作者：鞠斌 来源自：中国免疫学会 点击数：23802 发布时间：2022-01-13
新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情暴发至今已有两年，目前仍在世界范围内广泛流行。截至目前，新冠肺炎已经累计确诊病例超过2.9亿例，死亡人数逾540万，给全人类的生命健康以及各国经济发展都造成了巨大的危害。新冠肺炎由新型冠状病毒（SARS-CoV-2）感染引起，特别是各种突变株病毒已经在世界范围内造成几波疫情，包括从最早的传播性较强的Alpha，到随后的逃逸机体免疫较强的Beta和Gamma，以及造成世界范围内广泛流行传播的Delta，新冠病毒突变株有两个主要特点：感染性和传播能力较强，或者显著逃逸中和抗体。
Delta突变株之后，世界各地局部地区依然有突变株的报道，例如在哥伦比亚报道的Mu，虽然大幅度逃逸了中和抗体，但是并未造成世界范围内的广泛传播和大流行。直至当前奥密克戎突变株（Omicron）的出现，在具有极强传播能力的同时，广泛逃逸了新冠肺炎康复者和疫苗接种者体内的中和抗体，增加了二次感染和突破性感染的风险。奥密克戎已经被世界卫生组织迅速认定为“需要关注的变异毒株”（variant of concern, VOC），并在过去的一个月内已经蔓延至全球超过100个国家和地区，甚至在某些地方已经取代了原先的Delta突变株，成为该地区的主要流行株，更严重的情况是，已有公开发表的数据证实奥密克戎逃逸中和抗体的能力达到了前所未见的程度[1]。
新冠病毒主要依靠其表面的刺突蛋白识别和结合细胞表面受体，从而介导了病毒的入侵，直接靶向病毒刺突蛋白的中和抗体，被认为是能够有效阻止病毒感染的重要手段，而病毒刺突蛋白上的受体结合区域（RBD）直接结合细胞受体，是中和抗体最重要的识别靶点。奥密克戎突变株在其刺突蛋白上发生了超过30个突变，其中15个位于其RBD区域，解释了为何奥密克戎具有如此高程度的中和抗体逃逸能力。经过两年的研究，在全世界科研人员的共同努力下，已经对靶向新冠病毒RBD区域的中和抗体有了全面的解析，中和抗体主要靶向了RBD区域4种表位，分别是Class 1、Class 2、Class 3和Class 4（图）[2]。奥密克戎出现之前，Beta、Gamma和Mu被认为是逃逸程度最高的突变株，但其实只在RBD区域发生了3个突变，从而不同程度造成了Class 1、Class 2和Class 3这三种抗体中和活性的下降或者完全失活，但是Class 4类抗体的中和活性不受影响。然而此次，奥密克戎在RBD区域存在15个突变，分布在RBD的各个位置，使得Class 1、Class 2、Class 3和Class 4类抗体均受到不同程度影响，给现有的新冠疫苗和单克隆中和抗体药物带来了严峻的挑战。
但是，好消息是，公开数据显示[3]：尽管奥密克戎广泛逃逸了大部分已有的新冠中和抗体，但是Vir Biotechnology公司的S309和腾盛华创公司的Brii-198不受奥密克戎的影响。这不但给全球抗击新冠肺炎疫情带来了巨大的信心，也提示依然存在能够广谱对抗奥密克戎的高效中和抗体，继续开发该类广谱中和抗体不仅可以直接提供特效药候选，也可以为下一代广谱疫苗的设计提供关键的靶点信息。
参考文献
[1] E. Cameroni et al., Broadly neutralizing antibodies overcome SARS-CoV-2 Omicron antigenic shift. Nature, (2021).
[2] C. O. Barnes et al., SARS-CoV-2 neutralizing antibody structures inform therapeutic strategies. Nature, (2020).
[3] L. Liu et al., Striking antibody evasion manifested by the Omicron variant of SARS-CoV-2. Nature, (2021).
Delta突变株之后，世界各地局部地区依然有突变株的报道，例如在哥伦比亚报道的Mu，虽然大幅度逃逸了中和抗体，但是并未造成世界范围内的广泛传播和大流行。直至当前奥密克戎突变株（Omicron）的出现，在具有极强传播能力的同时，广泛逃逸了新冠肺炎康复者和疫苗接种者体内的中和抗体，增加了二次感染和突破性感染的风险。奥密克戎已经被世界卫生组织迅速认定为“需要关注的变异毒株”（variant of concern, VOC），并在过去的一个月内已经蔓延至全球超过100个国家和地区，甚至在某些地方已经取代了原先的Delta突变株，成为该地区的主要流行株，更严重的情况是，已有公开发表的数据证实奥密克戎逃逸中和抗体的能力达到了前所未见的程度[1]。
新冠病毒主要依靠其表面的刺突蛋白识别和结合细胞表面受体，从而介导了病毒的入侵，直接靶向病毒刺突蛋白的中和抗体，被认为是能够有效阻止病毒感染的重要手段，而病毒刺突蛋白上的受体结合区域（RBD）直接结合细胞受体，是中和抗体最重要的识别靶点。奥密克戎突变株在其刺突蛋白上发生了超过30个突变，其中15个位于其RBD区域，解释了为何奥密克戎具有如此高程度的中和抗体逃逸能力。经过两年的研究，在全世界科研人员的共同努力下，已经对靶向新冠病毒RBD区域的中和抗体有了全面的解析，中和抗体主要靶向了RBD区域4种表位，分别是Class 1、Class 2、Class 3和Class 4（图）[2]。奥密克戎出现之前，Beta、Gamma和Mu被认为是逃逸程度最高的突变株，但其实只在RBD区域发生了3个突变，从而不同程度造成了Class 1、Class 2和Class 3这三种抗体中和活性的下降或者完全失活，但是Class 4类抗体的中和活性不受影响。然而此次，奥密克戎在RBD区域存在15个突变，分布在RBD的各个位置，使得Class 1、Class 2、Class 3和Class 4类抗体均受到不同程度影响，给现有的新冠疫苗和单克隆中和抗体药物带来了严峻的挑战。
但是，好消息是，公开数据显示[3]：尽管奥密克戎广泛逃逸了大部分已有的新冠中和抗体，但是Vir Biotechnology公司的S309和腾盛华创公司的Brii-198不受奥密克戎的影响。这不但给全球抗击新冠肺炎疫情带来了巨大的信心，也提示依然存在能够广谱对抗奥密克戎的高效中和抗体，继续开发该类广谱中和抗体不仅可以直接提供特效药候选，也可以为下一代广谱疫苗的设计提供关键的靶点信息。
图 靶向新冠病毒RBD区域的4类表位抗体[2]
参考文献
[1] E. Cameroni et al., Broadly neutralizing antibodies overcome SARS-CoV-2 Omicron antigenic shift. Nature, (2021).
[2] C. O. Barnes et al., SARS-CoV-2 neutralizing antibody structures inform therapeutic strategies. Nature, (2020).
[3] L. Liu et al., Striking antibody evasion manifested by the Omicron variant of SARS-CoV-2. Nature, (2021).
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