Science公布世界上第一个Omicron刺突蛋白的分子水平分析

UBC医学院的研究人员对Omicron的刺突蛋白进行了世界上第一次分子水平的结构分析。研究结果发表在Science杂志上。该分析用低温电子显微镜以接近原子分辨率完成，揭示了突变的Omicron是如何附着并感染人类细胞的。结构分析显示，一些突变(R493, S496和R498)在刺突蛋白和人类细胞受体ACE2之间建立了新的盐桥和氢键。研究人员得出结论，这些新的结合似乎增加了结合的亲和力，即病毒与人类细胞的结合强度，而其他的突变(K417N)则降低了这种结合的强度。

　　

   

   

图:Omicron变种刺突蛋白(紫色)与人类ACE2受体(蓝色)结合的原子结构。

资料来源:UBC医学院

“了解病毒刺突蛋白的分子结构是很重要的，因为它能帮助我们在未来开发更有效的治疗Omicron和相关变种，”UBC生物化学和分子生物学系教授，首席作者Sriram Subramaniam博士说，“通过分析这种病毒感染人类细胞的机制，我们可以开发出更好的治疗方法——破坏这一过程，使病毒失效。”

位于冠状病毒外部的刺突蛋白使SARS-CoV-2能够进入人类细胞。Omicron变种在其刺突蛋白上有前所未有的37个突变，比以前的变种多出3到5倍。

结构分析显示，一些突变(R493, S496和R498)在刺突蛋白和人类细胞受体ACE2之间建立了新的盐桥和氢键。研究人员得出结论，这些新的结合似乎增加了结合的亲和力，即病毒与人类细胞的结合强度，而其他的突变(K417N)则降低了这种结合的强度。

Subramaniam博士说:“总的来说，研究结果表明，Omicron比原始病毒具有更大的结合亲和力，其水平与我们所看到的Delta病毒变种更相似。值得注意的是，尽管有如此广泛的突变，Omicron变种进化后仍然保持了与人类细胞结合的能力。”

研究人员进行了进一步的实验，表明Omicron刺突蛋白表现出增加的抗体逃避能力。与之前的变种相比，Omicron在所有六种单克隆抗体测试中显示出可测量的逃避，其中五种单克隆抗体完全逃避。该变异还显示了从接种疫苗的个人和未接种的COVID-19患者收集的抗体的逃避增加。

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逃避更少。这表明接种疫苗仍然是我们最好的防御手段。”Subramaniam博士说。根据观察到的结合亲和力和抗体规避的增加，研究人员说刺突蛋白突变可能是增加Omicron变异的传播能力的因素。

Subramaniam博士说，下一步，他的研究团队将利用这些知识来支持更有效治疗方法的开发。

“我们团队的一个重要重点是更好地了解中和抗体的结合，以及在整个变异范围内有效的治疗方法，以及如何利用这些方法来开发抗变异治疗。”

文章标题

SARS-CoV-2 Omicron Variant: ACE2 Binding, Cryo-EM Structure of Spike Protein-ACE2 Complex and Antibody Evasion