Science首發奧密克戎突刺蛋白分子水平分析，揭秘2大傳染性增強原因_風聞

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奧密克戎傳染性強的內在原因，現在已被科學家們進一步揭開。

刊登在Science上的一篇最新論文，公佈了全球首個奧密克戎突刺蛋白分子水平分析。

這項來自不列顛哥倫比亞大學醫學院的研究指出，奧密克戎在突刺蛋白上具有37個突變，是此前新冠病毒變體的3-5倍。

進一步的實驗還顯示，奧密克戎突刺蛋白表現出更強的抗體逃逸——對測試中的6種單克隆抗體均是如此，並且其中有5種能被它完全“閃避”。

通訊作者Sriram Subramaniam表示：

瞭解病毒的突刺蛋白分子結構，對於開發更有效的治療方法而言至關重要。

值得注意的是，儘管產生了如此多突變，奧密克戎在進化過程中仍然保留了與人類細胞結合的能力。

更多研究詳情，我們具體來看論文。

突變最多的變體

在奧密克戎被世衞組織命名的第二天，不列顛哥倫比亞大學的研究人員們就火速下載了發佈在網上的基因序列組，並把奧密克戎的基因樣本送進了實驗室。

為了弄清楚奧密克戎變體如何附着並感染人體細胞，研究人員使用低温電鏡技術，對奧密克戎與人類受體ACE2的結合體進行了接近原子分辨率的結構分析。

其中，兩者的“接壤處”（上圖黑框部分）就叫做“受體結合域”（Receptor Binding Domain，RBD）。

電鏡結果顯示，奧密克戎是突變最多的新冠變異體：一共有37個突刺蛋白突變，其中15個存在於受體結合域。

而我們熟知的德爾塔，相比最初分離到的毒株只有7個突變，且只有2個存在於RBD區域（在S蛋白中）。

關於突刺蛋白：

1、它是病毒吸附並感染人類細胞的方式；

2、突刺蛋白所在的RBD區域也是中和抗體的主要靶點。

奧密克戎在RBD區中多出來的突變，通過高通量分析發現，大多數都是會降低與人類受體ACE2結合能力的突變。

儘管如此，與Delta相比，奧密克戎的對人體細胞的親和力並沒有下降，而是與之保持着相當的水平。

這是怎麼回事？

更進一步地觀察發現，奧密克戎存在着**“補償機制”**，有另外3個突變（R493、S496 和 R498）在奧密克戎和ACE2受體之間產生了新的鹽橋和氫鍵。

這三者在多種突變降低奧密克戎的親和力水平後，又“扳回一局”。

研究人員表示，這説明，雖然新冠病毒一路發生了大量突變，但新的奧密克戎變體仍能保持與人類受體結合的能力。

接下來，研究人員對奧密克戎突變對抗體中和的影響進行了進一步實驗。

測試的抗體來源包括：

單克隆抗體

從30個接種了兩針疫苗的個體身上獲得的血清，這些個體沒有感染過新冠

68個未接種疫苗的新冠恢復者身上獲得的血清，這些個體感染過Alpha、Gamma或Delta等新冠變體

然後使用含有野生型、德爾塔或奧密克戎S蛋白的假病毒進行中和實驗，比較這些假病毒逃避抗體的能力。

在奧密克戎突變對單克隆抗體“逃逸”影響的實驗發現，奧密克戎對六種測試抗體中的五種都不能完全中和。

唯一可以完全中和的S309抗體（黃色）雖然中和能力沒有下降，但效果也減弱了。

研究人員解釋道，這一結果可能説明與之前出現的新冠變體相比，奧密克戎突刺蛋白異常高的突變數量賦予了它更強大的抗體逃逸能力。

而針對當前的疫苗/免疫效果，研究人員也進行了實驗。

結果顯示，相對於野生型，康復期患者血清對奧密克戎變體的中和能力平均降至原來1/6.3，而接種人羣的血清中和能力降至原來的1/4.4。

與德爾塔變體相比，康復期患者血清的中和能力下降幅度更大（1/8.2），而接種組雖然同樣顯示出中和能力下降，但程度較低（1/3.4）。

儘管表現出了更強的抗體逃逸能力，但這樣的實驗結果表明，與未接種疫苗的新冠患者產生的自然感染免疫力相比，疫苗對奧密克戎的效果依然更強。

通訊作者Subramaniam也強調：

這表明疫苗仍然是我們最好的防禦手段。

簡單總結一下，這項研究從分子水平上，指出奧密克戎突刺蛋白表面的大量突變，被認為能幫助病毒躲避由疫苗接種或先前感染引發的抗體。

並且這樣的廣泛突變並沒有影響奧密克戎與人類細胞結合的能力。儘管如K417N的突變影響了其與ACE2受體結合的效率，但另一些新突變的相互作用，使得這種結合能力得到了恢復。

正如論文作者所言：

從這種種跡象看來，奧密克戎似乎已經能夠有選擇地在抗體逃逸能力和人體細胞結合能力之間取得平衡。

這篇論文的研究團隊來自不列顛哥倫比亞大學（UBC）醫學院，通訊作者為UBC生物化學與分子生物學系教授Dr. Sriram Subramaniam。

他因在低温電鏡方面的領先貢獻而享譽全球。Google Scholar顯示，其h-index為66，總引用數超過1.5萬。

One More Thing

另外，同樣是在最近，權威醫學雜誌《柳葉刀》（The Lancet）刊發了一篇評論文章，稱隨着奧密克戎高速傳播，全球新冠大流行有望在今年3月份結束。

文章作者是華盛頓大學健康指標與評估研究所主任Christopher Murray。過去兩天中，他的團隊一直負責為白宮提供新冠疫情建模。

他在文章中表示，到2022年3月，全球將有很大一部分人感染奧密克戎變體。同時隨着疫苗接種率的持續提高，全球免疫水平將達到歷史最高位。此後，雖然新的新冠病毒變體仍會出現，但大流行應該能得到扼制。

參考鏈接：

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.abn7760#con9

[2]https://www.eurekalert.org/news-releases/940715

[3]https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(22)00100-3/fulltext