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中国学者连发4篇Cell,南华大学等单位首次发现部分新冠病毒变体对单克隆抗体具有耐受性

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(图片来源:摄图网)

本文原创首发公众号:iNature

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截至2021年2月上旬,SARS-CoV-2已感染全球1亿多人,造成200多万人死亡。SARS-CoV-2的501Y.V2变体在刺突蛋白中含有多个突变,目前在南非占主导地位,并迅速传播到其他国家。

2021年2月23日,中国食品药品检定研究院王佑春,黄维金,中国疾病预防控制中心许文波,南华大学瞿小旺共同通讯在Cell 在线发表题为“No higher infectivity but immune escape of SARS-CoV-2 501Y.V2 variants”的研究论文,该研究用18种假型病毒进行的实验表明,除了鼠ACE2过表达的细胞外,501Y.V2变体在多种细胞类型中均未赋予增加的感染力,在小鼠中,ACE2过表达的细胞被观察到感染力大大增加。

值得注意的是,501Y.V2变体对17种中和单克隆抗体中的12种的敏感性大大降低,并且恢复期患者和免疫小鼠血清对这些变体的中和能力也降低了。中和抗性主要是由刺突蛋白受体结合域中的E484K和N501Y突变引起的。此外,该研究检测到的501Y.V2变体的抗中和性表明潜在的单克隆抗体和疫苗功效受损的可能性。

另外,德克萨斯大学施培勇等团队在Cell 在线发表题为“A trans-complementation system for SARS-CoV-2 recapitulates authentic viral replication without virulence”的研究论文,该研究报告一个反式互补系统,该系统产生单轮传染性SARS-CoV-2,概括了真实的病毒复制。该研究证明,单轮传染性SARS-CoV-2可以在BSL-2实验室用于高通量中和和抗病毒测试。因此,反补充平台可以在BSL-2实验室安全地用于研究和对策开发。

牛津大学Zhou DaMing等人在Cell 在线发表题为“Evidence of escape of SARS-CoV-2 variant B.1.351 from natural and vaccine induced sera”的研究论文,该研究描述了使用大量恢复期和被疫苗血清样品的B.1.351结构功能分析。受体结合结构域突变提供了更紧密的ACE2结合,并从很大程度上由E484K驱动的单克隆抗体中和中逃逸,尽管K417N和N501Y共同作用于一些重要的抗体类型。在许多情况下,恢复期和某些疫苗血清似乎无法针对这种变异提供有限的保护。

2021年2月23日,北京大学孔道春团队在Cell 在线发表题为“RNA polymerase III is required for the repair of DNA double-strand breaks by homologous recombination”的研究论文,该研究确定了通过RNA-DNA杂合体的瞬时形成来实现对3'突出端的保护。 杂合体中的DNA链是3'ssDNA突出端,而RNA链是新合成的。RNA聚合酶III(RNAPIII)负责合成RNA链。此外,RNAPIII被MRN复合物积极地招募至DSB。CtIP和MRN核酸酶活性是启动DSB处RNAPIII介导的RNA合成所必需的。降低RNAPIII的水平可抑制HR,DSB处的遗传损失> 30 bp则增加。因此,RNAPIII是必不可少的HR因子,而RNA-DNA杂合体是用于保护DSB修复中3'突出端的必不可少的修复中间体。

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截至2021年2月上旬,SARS-CoV-2已感染全球1亿多人,造成200多万人死亡(https://covid19.who.int)。SARS-CoV-2是冠状病毒家族的成员,该冠状病毒家族携带单链RNA病毒中最大的基因组。尽管大多数RNA病毒中依赖复制的RNA聚合酶没有校对活性,但冠状病毒基因组编码的3'-5'核酸外切酶(ExoN,nsp14)具有校对活性,可以部分纠正病毒复制过程中引入的突变。因此,冠状病毒的突变频率低于其他RNA病毒。即便如此,随着SARS-CoV-2大流行持续时间的延长,世界各地也出现了多种变异形式的报道。

SARS-CoV-2的刺突蛋白(S)中的某些突变可增加病毒的感染性。例如,S蛋白中的D614G突变使易感细胞中的病毒感染性增加8-10倍,而D614G突变病毒的传染性和传播性均为在仓鼠模型中显著升高。这至少可以部分解释614G病毒如何迅速传播。614G病毒在2020年2月出现后的3个月内就取代了614D病毒。

幸运的是,这种614G突变并未引起病毒抗原性的重大变化,该变化不会使其摆脱由原始病毒或疫苗感染引起的免疫反应。然而,SARS-CoV-2感染诱导的S特异性抗体的选择性压力可能会促进获得其他突变。确实,研究已经确定了多种自然发生的突变,这些突变导致其逃脱了多种单克隆抗体和恢复期的血清。

在第一波流行之后,南非经历了短暂的平稳期。然而,自2020年10月中旬以来,南非SARS-CoV-2感染的数量呈指数增长。在这次疫情中,发现了新的501Y.V2谱系(也称为B.1.351);该谱系的变体在遗传上不同于第一波。到11月初,501Y.V2变种感染的新病例数已超过所有变种的总感染数。因此,已经假设501Y.V2变异已成为南非的主要流行变异。

在本研究中,将501Y.V2谱系的三个最流行的变体称为501Y.V2-1、501Y.V2-2和501Y.V2-3。在第二波的早期阶段,501Y.V2-1很流行。它可以通过S蛋白(除D614G外)的五个氨基酸突变来识别,包括D80A,D215G,E484K,N501Y和A701V。随后,在S蛋白中又发生了两个突变L18F和K417N,导致出现了变体501Y.V2-2。基于从501Y.V2-2缺失S蛋白残基(Del242-244),出现第三种变体(501Y.V2-3)。与614G病毒的S蛋白比较显示501Y.V2-3的S蛋白包含8个突变:四个位于NTD(L18F,D80A,D215G,Del242-244),三个位于病毒性RBD(K417N,E484K) ,N501Y),其中一个位于S2区域(A701V)。

该研究使用了18个 501Y.V2谱系相关突变体的一组传染性和抗原性分析,研究了其生物学意义。该研究的方法基于使用水疱性口炎病毒(VSV)-假病毒系统构建18种假型病毒的方法,并且该研究生成了假型参考614G变体作为分析的对照。 该研究分析了多种SARS-CoV-2-易感细胞系和一组表达来自总共14个哺乳动物物种的ACE2直系同源蛋白的HEK293T细胞的假型的感染性。该研究还分析了假型病毒对单克隆抗体,SARS-CoV-2恢复期血清和RBD免疫动物血清的抗原性。该研究发现501Y.V2变体对SARS-CoV-2易感性人类细胞系未显示出增加的感染性。但是,与614G变体相比,501Y.V2变体对抗体的中和活性更不敏感。

参考消息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.042

编者按:本文转载自微信公众号:iNature(ID:Plant_ihuman)


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