1. Author
Tomoharu Yasuda目前就職于日本廣島大學(xué)，主要從事以抗原受體滓鸠、信號傳導(dǎo)、分化增殖的控制分子為軸心的免疫作用機(jī)制第喳，致力于解決感染癥糜俗、癌癥、過敏曲饱、自身免疫悠抹、老化、組織再生等課題扩淀。
2. Background
2.1 TMPRSS2
疫情暴發(fā)后不久楔敌，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)病毒入侵的兩個(gè)關(guān)鍵分子：SARS-CoV-2的刺突蛋白可與人體細(xì)胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2）受體蛋白結(jié)合， 而人體細(xì)胞中跨膜絲氨酸蛋白酶（TMPRSS2）驻谆，是一種可切割A(yù)CE2和刺突蛋白的細(xì)胞表面蛋白酶卵凑，在病毒入侵過程中發(fā)揮了“助攻”作用：激活冠狀病毒的刺突蛋白，為SARS-CoV-2進(jìn)入細(xì)胞提供便利胜臊。
2020年1月31日勺卢，德國哥廷根大學(xué)生物與心理學(xué)學(xué)院Stefan P?hlmann研究團(tuán)隊(duì)揭示了SARS-CoV-2入侵宿主細(xì)胞的完整分子鏈，TMPRSS2啟動(dòng)突刺蛋白象对，進(jìn)而突刺蛋白與ACE2結(jié)合進(jìn)入宿主細(xì)胞黑忱。
研究人員發(fā)現(xiàn)TMPRSS2抑制劑可以明顯抑制2019-nCoV突刺蛋白進(jìn)入表達(dá)TMPRSS2的細(xì)胞系，而促進(jìn)TMPRSS2表達(dá)可以取消這種抑制作用织盼，這就說明2019-nCoV突刺蛋白依賴于TMPRSS2啟動(dòng)杨何。
2020年3月5日，德國哥廷根大學(xué)Stefan P?hlmann沥邻、Markus Hoffmann等研究人員在Cell上聯(lián)合發(fā)表題為"SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is?Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor"?的研究論文危虱。研究人員證明了新冠病毒使用SARS-CoV受體ACE2進(jìn)入細(xì)胞，并且絲氨酸蛋白酶TMPRSS2用于突刺（S）蛋白的活化唐全。闡明新冠病毒使用哪些細(xì)胞分子來進(jìn)入埃跷，可能會(huì)為病毒的傳播提供見解并揭示治療靶標(biāo)蕊玷。
后續(xù)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)找到了三類最有可能受新冠病毒直接攻擊的細(xì)胞類型：第一種是鼻腔里的杯狀分泌細(xì)胞（goblet secretory cells），它們平時(shí)的功能是分泌鼻涕弥雹；第二類是肺部的Ⅱ型肺泡細(xì)胞（type II pneumocytes）垃帅，負(fù)責(zé)維持肺泡的功能；第三類細(xì)胞來自消化道剪勿，叫做吸收性腸上皮細(xì)胞贸诚，位于小腸上，負(fù)責(zé)營養(yǎng)物質(zhì)的吸收厕吉。只要一種細(xì)胞同時(shí)表達(dá)ACE2和TMPRSS2酱固，它被新冠病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)就非常高。這一發(fā)現(xiàn)對于需要開展細(xì)胞實(shí)驗(yàn)來篩選藥物的各類研究有著重要意義头朱。
3. Methods
1. 康復(fù)者與健康者樣本血液采集
2. 流式細(xì)胞分選得到Spike特異性的B細(xì)胞
3. 單細(xì)胞測序和單克隆抗體的表達(dá)
4. Spike蛋白與RBD的重組表達(dá)
5. ELISA
6. 生物膜干涉實(shí)驗(yàn)（BLI）
7. 真毒假毒中和實(shí)驗(yàn)
8. 病毒RNA測序
9. X射線晶體衍射
4. Results
實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)選取了武漢原始株確診8-55天的病人作為隊(duì)列研究运悲，發(fā)現(xiàn)患病超過17天的病人體內(nèi)存在濃度較高的中和抗體。但是這些抗體在面對Omicron突變株的時(shí)候失去了中和活性——除了兩個(gè)高齡患者體內(nèi)存在著有一定活性的中和抗體项钮。在分選得到分泌抗體的B細(xì)胞班眯，并通過細(xì)胞測序得到抗體序列后發(fā)現(xiàn)：① 超過10%的抗體屬于IGHV3-30, IGKV1-5, 和 IGKV3-20家族。②102個(gè)抗體中IGG1占據(jù)絕大多數(shù)烁巫。 ③77%的抗體經(jīng)歷了體細(xì)胞高頻突變署隘。進(jìn)一步的真毒中和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)潛在的4個(gè)抗體具有良好的中和活性——NCV1SG17, NCV1SG23, NCV2SG48, 和NCV2SG53。
后續(xù)針對這4個(gè)抗體進(jìn)行了不同突變株的結(jié)合能力測定程拭，發(fā)現(xiàn)：① 他們皆不受K417, L452和E484突變的影響定踱；②NCV1SG23 和 NCV2SG48可以和所有的突變株很好的結(jié)合但是NCV1SG23對Omicron BA.1的結(jié)合能力下降嚴(yán)重。中和實(shí)驗(yàn)基本和結(jié)合實(shí)驗(yàn)一致恃鞋，但是也存在一些有趣的現(xiàn)象：①NCV1SG17和NCV2SG53對Beta與Omicron的中和活性完全喪失崖媚； ②NCV1SG23和NCV2SG48具有良好的廣譜性；③NCV2SG48 和NCV2SG53的混合療法可以中和所有突變株恤浪。
緊接著實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)想通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)的手段畅哑，對這兩個(gè)潛在的中和抗體進(jìn)行結(jié)構(gòu)方面的機(jī)制闡述。通過X射線發(fā)現(xiàn)NCV2SG48和NCV2SG53都是競爭性結(jié)合ACE2——分別屬于1類和2類家族水由。其中NCV2SG48的接觸面積比傳統(tǒng)的中和抗體都要大荠呐，體細(xì)胞突變是的NCV2SG48與RBD多了5個(gè)相互作用的位點(diǎn)。當(dāng)回補(bǔ)這些突變以后發(fā)現(xiàn)中和能力陡然下降砂客。NCV2SG48 HC的接觸面積武漢株泥张、Omicron BA.1相當(dāng)，而LC結(jié)合面積減少了約22% ——這可能是因?yàn)镹501Y和Q498R鞠值。NCV2SG53則更容易受到E484的影響媚创，因?yàn)樗?個(gè)相互作用位點(diǎn)位于E484周圍。另一方面彤恶，如Delta突變具有L452R/T478K钞钙，沒有減弱NCV2SG53的中和活性鳄橘。
5. Discussion
作者：Kiyomi Shitaoka
通訊作者：Tomoharu Yasuda
單位：Department of Immunology, Graduate School of Biomedical and HealthSciences, Hiroshima University, Hiroshima, Japan.
年份：2023.04.11
期刊：Communications Biology
科學(xué)問題：被早期毒株感染的恢復(fù)期個(gè)體產(chǎn)生廣譜中和抗體的頻率如何，以及這些抗體如何對包括Omicron在內(nèi)的突變株發(fā)揮中和作用芒炼？
結(jié)論：從原始株（D614G）康復(fù)者中分離得到的抗體中瘫怜，NCV1SG23和 NCV2SG48可以中和Omicron。隨著時(shí)間的推移本刽，康復(fù)者體內(nèi)的抗體SHM也隨之增加鲸湃，這表明廣譜抗體是通過GC反應(yīng)產(chǎn)生的，同時(shí)抗體的廣譜性可能是因?yàn)镚C中CDR區(qū)域SHM反應(yīng)盅安。感染康復(fù)者中幾乎所有的RBD家族抗體都失去了中和活性唤锉，只有家族1的NCV2SG48因?yàn)樽饔梦稽c(diǎn)相對保守，所以仍然有較好的效力——NCV2SG48與RBD復(fù)合體幾乎完全覆蓋RBM的超大界面别瞭，可以阻斷與ACE2的構(gòu)象相互作用。NCV2SG48是IGHV3-53家族的一員株憾，并且優(yōu)先在輕微反應(yīng)者中被誘導(dǎo)起來蝙寨。由于顯著較高的中和活性僅在長期住院的供體中檢測到，所以抗體強(qiáng)大廣泛的中和一定與持續(xù)的SHM有關(guān)嗤瞎。令我們驚訝的是墙歪，我們可以從87歲和93歲的捐贈(zèng)者中分離出bnab，盡管人們普遍認(rèn)為老年人出現(xiàn)嚴(yán)重癥狀或死亡的風(fēng)險(xiǎn)較高贝奇。因此虹菲，在老年人中產(chǎn)生中和抗體的能力是否與臨床結(jié)果相關(guān)是很有趣的〉敉總的來說毕源，激活和召回具有廣泛反應(yīng)的B細(xì)胞可能會(huì)保護(hù)機(jī)體免于突變株的侵害。目前的結(jié)果將有助于開發(fā)對抗SARS-CoV-2變異的疫苗和療法陕习。
