COVID-19 大流行在世界范围内继续流行，并出现了许多变种，尤其是关注变种 (VOC) 。 最近的一种VOC，Omicron（B.1.1.529），在刺突蛋白的受体结合域（RBD）中获得了大量突变，引起了科学和公众的强烈关注。
2022年1月5日，南方科技大学王培毅，山西高等创新研究院院长、中国国科学院微生物研究所高福院士及齐建勋共同通讯在Cell 在线发表题为“Receptor binding and complex structures of human ACE2 to spike RBD from Omicron and Delta SARS-CoV-2”的研究论文，该研究探索了人类受体 ACE2 (hACE2) 与 VOC RBD 之间的结合特性，并解析了 Omicron RBD-hACE2 复合物及Delta RBD-hACE2 复合物的晶体和冷冻电镜结构。
该研究发现，与 Alpha、Beta 和 Gamma 不同，与原型 RBD 相比，Omicron RBD 与 hACE2 的结合亲和力相似，这可能是由于免疫逃逸和传播性的多重突变的补偿。 Omicron-hACE2 和 Delta-hACE2 的复杂结构揭示了 RBD 特异性突变如何与 hACE2 结合的结构基础。
受体结合是病毒入侵的关键步骤。与 SARS CoV 类似，SARS-CoV-2 使用其刺突 (S) 蛋白来识别宿主受体 ACE2。 S 蛋白的 C 端结构域 (CTD)，也称为受体结合结构域 (RBD)，负责 ACE2 识别，是宿主范围的重要决定因素。此外，S 蛋白是中和抗体的主要靶标。 S 蛋白的突变，尤其是 RBD，可能导致免疫逃逸并破坏当前疗法和疫苗的功效。
由于持续的全球传播，SARS-CoV-2 不断演变成新的变种。有证据表明传染性增加、疾病严重、康复者或疫苗的抗体中和作用降低以及逃避检测风险较高的变体被归类为关注变体 (VOC)。目前，世界卫生组织（WHO）已经公布了五种VOC，分别是Alpha、Beta、Gamma、Delta和最近确定的Omicron。
研究报告称，VOC，尤其是 Beta 变体，在使用大多数临床可用的单克隆抗体治疗时会发生免疫逃逸。也有报道称，目前针对先前 VOC 的许可疫苗的保护效力受损，但效力降低的程度相当轻微。 Delta VOC 被证明具有更高的传播率，这可以通过其更高的复制率和 S 介导的进入来解释。
文章模式图（图源自Cell ）
与自然免疫占优势时出现的其他 VOC 不同，Omicron 是在普遍接种 SARS-CoV-2 疫苗的情况下出现的。 基因组测序表明 Omicron 携带异常多的突变，尤其是在 S 蛋白（23 个氨基酸替换）及其 RBD（15 个氨基酸替换）上。推定的分析表明，一些突变与增强的病毒传播、传染性和免疫逃避有关。最近的研究表明，Omicron 可以从恢复期患者的中和抗体和血清或接种了辉瑞疫苗 BNT162b2 的人群中大量逃脱。 揭示 VOC 受体识别的分子机制对于了解 Omicron 对感染、传播和免疫逃逸的影响至关重要。
在这项研究中，检查了几种 VOC，包括 Alpha、Beta、Gamma、Delta 和 Omicron，并证明 Omicron 变体 RBD 与 hACE2 的结合具有与原型相当的亲和力。 然后该研究确定了与 hACE2 复合的 Omicron RBD 的晶体和冷冻电镜结构，并确定了关键残基对受体识别的作用。此外，该研究解决了 Delta RBD-hACE2 复合物的晶体结构。 该研究结果提供了关于 Omicron 和 Delta VOC 的重要分子信息，并可能为开发针对主要 Omicron 变体的新型预防/治疗方法提供指导。
参考消息：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00001-0#relatedArticles
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