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科学家公布世界首个新冠Omicron变体刺突蛋白的分子水平分析结果

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不列颠哥伦比亚大学(UBC)医学院的研究人员对奥密克戎(Omicron)变体刺突蛋白进行了世界上第一个分子水平的结构分析。这些发现于2022年1月20日发表在《科学》杂志上。


该分析使用低温电子显微镜以接近原子的分辨率进行,揭示了严重变异的Omicron变体如何附着和感染人类细胞。

研究主要作者、UBC生物化学和分子生物学系教授Sriram Subramaniam博士说:“了解病毒刺突蛋白的分子结构很重要,因为它将使我们在未来开发出针对Omicron和相关变体的更有效的治疗方法。通过分析该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,破坏这一过程并中和病毒。”

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变体在其刺突蛋白上有史无前例的37个突变,比以前的变体多三到五倍。


结构分析显示,几个突变(R493、S496和R498)在刺突蛋白和称为ACE2的人类细胞受体之间产生了新的盐桥和氢键。研究人员得出结论,这些新的键似乎增加了结合亲和力--病毒如何强烈地附着在人体细胞上--而其他突变(K417N)减少了这种键的强度。

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,其水平与我们在Delta变体中看到的更相近。尽管发生了如此广泛的变异,Omicron变体仍能保持其与人类细胞结合的能力,这一点非常了不起。”

研究人员进行了进一步的实验,显示Omicron刺突蛋白表现出更多的抗体规避。与以前的变体相比,Omicron显示出对所有六个测试的单克隆抗体的可测量的规避,其中五个完全逃脱。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。

"值得注意的是,与未接种疫苗的患者的自然感染免疫力相比,Omicron对疫苗产生的免疫力回避较少。这表明接种疫苗仍然是我们最好的防御手段,"Subramaniam博士说。

基于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导致Omicron变体传播性增加的因素。

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焦点是更好地了解中和抗体和治疗方法的结合,这些抗体和治疗方法将在整个变体范围内有效,以及如何利用这些方法开发抗变体治疗方法。”

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