Science：首次在分子水平上揭示SARS-CoV-2变体奥密克戎感染人体细胞机制

2022年1月22日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自加拿大英属哥伦比亚大学的研究人员对SARS-CoV-2变体奥密克戎（Omicron）的刺突蛋白进行了世界上首次分子水平的结构分析。这种分析是通过使用低温电镜在近原子分辨率下进行的，揭示了发生大量突变的奥密克戎如何附着和感染人体细胞。相关研究结构于2022年1月20日在线发表在Science期刊上，论文标题为“SARS-CoV-2 Omicron variant: Antibody evasion and cryo-EM structure of spike protein–ACE2 complex”。

论文通讯作者、英属哥伦比亚大学生物化学与分子生物学系教授Sriram Subramaniam博士说，“了解这种病毒刺突蛋白的分子结构非常重要，因为它将使我们在未来开发出针对奥密克戎和相关变体的更有效的治疗方法。通过分析这种病毒感染人体细胞的机制，我们可以开发出更好的治疗方法来破坏这一过程并中和这种病毒。”

位于冠状病毒外表面的刺突蛋白使SARS-CoV-2能够进入人类细胞。奥密克戎在它的刺突蛋白上发生了史无前例的37个突变，比以前的SARS-CoV-2变体多三到五倍。

Omicron刺突蛋白的低温电镜结构。图片来自Science, 2022, doi:10.1126/science.abn7760。

对奥密克戎刺突蛋白的结构分析显示几个突变（R493、S496和R498）在这种刺突蛋白和称为ACE2的人类细胞受体之间产生了新的盐桥和氢键。这些作者得出结论：这些新的氢键似乎增加了结合亲和力---这种病毒如何强烈地附着在人体细胞上，而其他的突变（K417N）减少了这种氢键的强度。

Subramaniam博士说，“总的来说，这些研究结果表明奥密克戎比原始的SARS-CoV-2具有更大的结合亲和力，其水平与我们在Delta变体中观察到的更相近。尽管发生了如此广泛的突变，奥密克戎仍能保持它与人类细胞结合的能力，这一点非常值得关注。”

这些作者进行了进一步的实验，显示奥密克戎的刺突蛋白表现出更多的抗体逃避。与以前的变体相比，奥密克戎显示出对所有六种测试的单克隆抗体的可测量的逃避，而且完全逃避其中的5种抗体。该变体还显示出对从接种过疫苗的人和未接种过疫苗的COVID-19患者身上收集的抗体的逃避能力增强。

Subramaniam博士说，“值得注意的是，与未接种疫苗的患者自然感染产生的免疫相比，奥密克戎较难逃避因疫苗接种产生的免疫。这表明接种疫苗仍然是我们最好的防御手段。”基于观察到的结合亲和力和抗体逃避的增加，这些作者说刺突蛋白突变可能是导致奥密克戎传播性增加的因素。

接下来，Subramaniam博士说，他的研究团队将利用这一知识来支持开发更有效的治疗方法。“我们团队的一个重要的关注焦点是更好地了解中和抗体和治疗方法的组合使用，这种组合使用将对所有的SARS-CoV-2变体有效。”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Dhiraj Mannar et al. SARS-CoV-2 Omicron variant: Antibody evasion and cryo-EM structure of spike protein–ACE2 complex. Science, 2022, doi:10.1126/science.abn7760.