由新冠病毒引起的新冠肺炎大流行給全球公共衛(wèi)生和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重威脅。新冠病毒的基因組變異可能影響病毒傳播、致病能力、潛在宿主范圍以及疫苗和單克隆抗體等的防治效力。其中，尤以刺突蛋白S的突變對(duì)病毒功能表型及疫苗應(yīng)答中和抗體的影響最為顯著，也是當(dāng)前新冠病毒變異研究的關(guān)注重點(diǎn)。

為解析發(fā)生于S蛋白受體結(jié)合區(qū)（RBD）的變異對(duì)宿主嗜性和抗原性造成的影響，進(jìn)而繪制新冠病毒變異對(duì)ACE2種屬嗜性和中和逃逸的全景式圖譜，夏寧邵教授團(tuán)隊(duì)采用RBD點(diǎn)突變假病毒庫(kù)（153種）以及11種曾經(jīng)或正在流行的關(guān)切變異株（VOC，包括Omicron）與關(guān)注變異株（VOI）假病毒，模擬新冠病毒的入胞感染，比較表達(dá)不同物種ACE2同源基因的細(xì)胞易感性差異，并評(píng)估代表性單抗、恢復(fù)期多抗、免疫動(dòng)物血清中和活性變化。結(jié)果表明：（1）多種RBD突變使得部分對(duì)原型病毒不易感物種的ACE2表達(dá)細(xì)胞對(duì)變異株的易感性顯著提升，包括Alpha、Beta、Gamma、Delta和Omicron在內(nèi)的5種關(guān)切變異株假病毒均在雪貂、小鼠的ACE2表達(dá)細(xì)胞中顯現(xiàn)出更強(qiáng)的感染能力，提示RBD突變可能造成病毒的ACE2種屬嗜性發(fā)生改變，造成潛在的跨種屬傳播風(fēng)險(xiǎn)；（2）RBD突變也可造成病毒抗原性改變，其中發(fā)生于439-448殘基和484殘基的變異可能是造成中和抗體免疫逃逸的關(guān)鍵；（3）研究進(jìn)一步將新冠病毒變異對(duì)ACE2種屬嗜性和中和逃逸的影響量化為跨種屬感染潛力指數(shù)（CSI）和免疫逃逸指數(shù)（NE），并與GISAID數(shù)據(jù)庫(kù)中截至2022年1月的突變發(fā)生頻率進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，發(fā)現(xiàn)突變的CSI指數(shù)與其在感染人群中的累積發(fā)生頻率呈顯著正相關(guān)，提示CSI指數(shù)可能在新冠病毒突變預(yù)測(cè)預(yù)警中發(fā)揮作用。綜上，該研究系統(tǒng)闡釋了流行的RBD突變對(duì)新冠病毒跨種屬ACE2嗜性和抗原性所造成的影響，研究結(jié)果可為新冠病毒RBD突變的功能表型預(yù)判提供科學(xué)依據(jù)，也為新一代廣譜疫苗免疫原的設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。

近日，該研究成果以題為“Cross-species tropism and antigenic landscapes of circulating SARS-CoV-2 variants”的論文在線發(fā)表于Cell Reports。國(guó)家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心博士后張雅麗、博士生魏敏、博士后巫洋濤、碩士生王娟、碩士生洪玉婷和博士生黃洋為共同第一作者，夏寧邵教授、程通教授、袁權(quán)教授、俞海副教授和香港大學(xué)管軼教授為該論文共同通訊作者。該研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院創(chuàng)新單元以及廈門市科技重大專項(xiàng)的資助。

論文鏈接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00302-3

來(lái)源：廈門大學(xué)