1. Author
Ian A. Wilson致力于研究微生物病原體的免疫識(shí)別，主要目標(biāo)是利用結(jié)構(gòu)解析技術(shù)同波，解析抗體、可變淋巴細(xì)胞直腸（VLRs）和抗原、細(xì)胞系統(tǒng)中與MHC I類和II類的T細(xì)胞受體復(fù)合物偷遗。以及通過模式識(shí)別受體，如TLRs驼壶，了解免疫系統(tǒng)對外來抗原的相互作用和中和作用氏豌，在先天免疫系統(tǒng)中。除此之外热凹，IanA. Wilson的工作還集中在HIV-1和流感病毒上泵喘。他們確定了幾乎所有罕見的泪电、廣泛中和的抗HIV-1包膜蛋白gp120和gp41抗體的結(jié)構(gòu)，以闡明可用于HIV-1疫苗設(shè)計(jì)的脆弱位點(diǎn)纪铺。他們已經(jīng)在所有第1組流感亞型中定義了一個(gè)廣泛中和的表位相速，并正在研究識(shí)別第2組以及跨所有亞型的其他抗體。
2. Background
2.1 關(guān)鍵突變位點(diǎn)對SARS-CoV-2功能的影響
1. 69-70del
該突變表現(xiàn)為新冠N端結(jié)構(gòu)域（NTD）中H69和V70缺失鲜锚，單一的H69/V70缺失并不常見突诬，其常常伴隨著RBD突變。除了B.1.1.7病毒株（N501Y+69-70del）外芜繁、丹麥水貂突變毒株（N439K+Y453F+69-70del）也呈現(xiàn)這種趨勢旺隙。H69/V70缺失會(huì)使周圍I68、S71骏令、G72蔬捷、T73、N74和G75向內(nèi)移動(dòng)形成突起環(huán)榔袋，并靠近NTD的結(jié)合表位周拐。已有研究表明NTD中的H69/V70缺失可以逃避NTD特異結(jié)合中和抗體的途徑，有利于病毒逃離宿主的免疫反應(yīng)摘昌，但目前尚未明確免疫逃逸是由H69/V70缺失導(dǎo)致的NTD構(gòu)象引起的速妖。
2. D614G突變
D614G突變具有更強(qiáng)的感染性，目前是新冠突變毒株的主要形式聪黎。D614G突變會(huì)增加S1/S2交界處Furin蛋白酶切割效率罕容。當(dāng)D突變?yōu)镚時(shí)，D614殘基與相鄰原聚體S2區(qū)域上T859殘基形成的氫鍵消失稿饰，提升了Furin蛋白酶切割效率锦秒，使得S1蛋白更易從S2蛋白-病毒膜融合體上脫落，促進(jìn)病毒膜融合進(jìn)程喉镰，暗示D614G突變對宿主細(xì)胞具有更強(qiáng)或更快的感染力旅择。同時(shí)，D614G還會(huì)改變RBD蛋白的構(gòu)象去更好地與ACE2配位侣姆。D614毒株中生真，53%RBD聚體為全封閉，47%為單開放捺宗，40%的RBD處于“向上”狀態(tài)柱蟀；G614毒株中，5%為全封閉蚜厉，36%為單開放长已，39%為雙開放，20%為三開放，82%的RBD處于“向上”狀態(tài)术瓮。這種更高的RBD狀態(tài)“向上”的傾向以及更加開放的RBD聚體結(jié)構(gòu)使得D614G突變更易與ACE2結(jié)合康聂。
3. N501Y
N501位氨基酸是新冠病毒RBD蛋白的關(guān)鍵接觸殘基之一，直接參與RBD和ACE2的結(jié)合作用胞四，而N501Y突變增強(qiáng)了RBD和ACE2的結(jié)合親和力恬汁。N501屬于親水性殘基，病毒結(jié)合ACE2時(shí)撬讽，N501靠近ACE2的Y41疏水苯環(huán)和K353疏水烷烴鏈蕊连；但當(dāng)N501突變?yōu)槭杷畾埢鵜時(shí)，Y501則可以通過疏水作用與ACE2中的Y41和K353更好的配位游昼，改善RBD和ACE2互作構(gòu)象甘苍，將結(jié)合親和力提高約0.81kcal/mol，同時(shí)使原來不感染小鼠的新冠病毒毒株獲得感染能力烘豌。N501Y突變對于靶向RBD中和表位的中和抗體的結(jié)合效力影響較小载庭。研究發(fā)現(xiàn)，N501毒株與中和抗體結(jié)合VH-Fc ab8后（該分子融合表達(dá)了可變重鏈區(qū)域VH和人類IgG1的Fc片段）廊佩，S蛋白呈現(xiàn)兩種構(gòu)象即兩個(gè)RBD分子處于“向上”位置和僅有一個(gè)RBD分子處于“向上”位置囚聚。N501Y突變毒株的S蛋白則表現(xiàn)為單一構(gòu)象：兩個(gè)RBD分子處于“向上”位置。每個(gè)RBD分子都會(huì)綁定到VH-Fc ab8上标锄，突變的存在不會(huì)改變RBD與中和抗體的相互作用顽铸，不存在免疫逃逸現(xiàn)象。
3. Methods
1. B細(xì)胞單細(xì)胞測序
2. 單克隆抗體的表達(dá)制備
3. ELISA
4. 斑塊減少中和試驗(yàn)（PRNT）
5. SPR
6. BLI
7. X射線晶體衍射
4. Results
首先作者團(tuán)隊(duì)收集了40個(gè)β毒株感染的個(gè)體料皇，對他們的血清進(jìn)行收集谓松，通過斑塊減少中和試驗(yàn)（PRNT）分析抗體中和活性。對兩種分離株的中和活性有一定的相關(guān)性践剂，但是與Beta相比鬼譬，對野生型病毒的中和活性降低了約20倍。有趣的是后續(xù)也有報(bào)道顯示了截然不同的結(jié)果逊脯∮胖剩總的來說，這些數(shù)據(jù)表明军洼，beta感染患者的血清對野生型SARS-CoV-2的交叉反應(yīng)減少巩螃。
通過對收集到的外周血中的B細(xì)胞（CD19+CD27+）進(jìn)行單細(xì)胞測序，得到感染誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體序列匕争。與先前WT得到的數(shù)據(jù)相比牺六，IGHV4-39的抗體在先前從未出現(xiàn)過，并IGHV1-2的抗體明顯減少汗捡，說明了E484位點(diǎn)的突變逃逸了IGHV1-2。同時(shí)因?yàn)棣伦儺愔険碛蠯417N 和 E484K突變，導(dǎo)致了VH3-53/VH3-66家族抗體的減少扇住。實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)假設(shè)在Beta感染后VH3-53/VH3-66單克隆抗體同樣減少春缕。出乎意料的是，檢測到了15個(gè)VH3-53/VH3-66單克隆抗體艘蹋，這說明了VH3-53/VH3-66的結(jié)合方式有了改變锄贼。β特異性抗體中，IGHV3-30這之類女阀，如果針對WT宅荤，J區(qū)為JH4；針對β毒株的浸策，J區(qū)為JH6冯键。但是競爭性實(shí)驗(yàn)表明二者的競爭性很強(qiáng)，換言之二者的識(shí)別表位大致相同庸汗。
緊接著作者團(tuán)隊(duì)研究具體的殘基突變對結(jié)合與中和的影響惫确。來自3個(gè)不同患者的9個(gè)β特異性VH439單克隆抗體均為Y501依賴型（Y501是Beta, Alpha, Gamma和Omicron中存在的一種殘基，但不存在delta）蚯舱。但這9個(gè)抗體的中和也有著很大的差異改化。就3-53家族而言，所有的3-53家族的抗體都表現(xiàn)出強(qiáng)中和活性枉昏。那么“β與WT誘導(dǎo)產(chǎn)生的3-53家族的抗體的結(jié)合模型是否相同呢陈肛？“。眾所周知兄裂，之前WT的3-53家族抗體擁有短CDRH3的序列句旱，經(jīng)典的結(jié)合模式高度依賴K417，如果K417N突變發(fā)生懦窘，3-53家族的抗體作用將大打折扣前翎。實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)選取了CC12.3(WT)，CS23(β)作為研究對象畅涂，比較解析了他們的結(jié)構(gòu)特征港华。CS23依然具有IGHV3-53家族特有的NY與SGGS模體，結(jié)合方式也相同午衰。但是之前的CC12.1與CC12.3 重鏈可變區(qū)的D97與F99/G97分別和K417相互作用立宜，β特異性抗體CS23重鏈M98與T96與N417形成了相互作用，并具有特殊的模體”96TXMX99“臊岸。交叉抗體COVOX-222的輕鏈具有S30P突變橙数，以此來識(shí)別Y501位點(diǎn)。除此之外IGHV3-53家族的CS82可以與CR3022抗體相互競爭帅戒，也許存在著一種不同的結(jié)合機(jī)制灯帮。
當(dāng)對這些分離得到的抗體有一個(gè)初步認(rèn)識(shí)后，實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)想探究他們的廣譜性钟哥。以Beta, Alpha, Beta迎献，Gamma和Delta作為抗原，開展ELISA與PRNT來表征結(jié)合與中和能力腻贰。發(fā)現(xiàn)IGHV1-58的抗體的交叉中和能力最強(qiáng)吁恍。以CS44、CV07-287作為研究對象播演，解析其結(jié)合模式結(jié)構(gòu)冀瓦。同時(shí)作為對照的還有COVOX-253 , S2E12 ,A23-58.1, 和 B1-182.1。一般IGHV1-58的抗逃逸能力較強(qiáng)写烤，原因是他與RBD的接觸殘基為471-491翼闽，而突變的殘基位于417，484（鮮有報(bào)道被影響）顶霞，501肄程。抗體CV07-287/CS44CDR VH W50和Y52與RBD有疏水相互作用选浑。CDRH3也與RBD形成廣泛的相互作用蓝厌。VH D100d與S477、T478形成H鍵古徒，另外拓提， VH P95、F100f與RBD-F486隧膘、VH W50代态、VL Y91、VL W96存在著堆積力疹吃。除此之外蹦疑，通過廣譜圖發(fā)現(xiàn)：IGHV3-53可以有效的中和Omicron和Beta，但是IGHV4-39萨驶，IGHV1-58不能發(fā)揮抗Omicron的作用歉摧。這解釋了為什么前面幾個(gè)變異株誘導(dǎo)產(chǎn)生的胚系基因IGHV4-39，IGHV1-58抗體不能抗Omicron腔呜。同時(shí)β變異株相比于其他的VOC毒株叁温，誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體廣譜性更強(qiáng)。
5. Discussion
作者：Ian A. Wilson??
單位：Department of Neurology and Experimental Neurology,
Charité–Universit?tsmedizin Berlin
年份：2022.1.25?
期刊：Science
科學(xué)問題：β變異株的抗體是否與WT抗體一樣核畴，誘導(dǎo)產(chǎn)生3-53家族的抗體膝但；具有代表性的K417N和E484K是否也采取VH3-53/ VH3-66抗體典型結(jié)合模式。
結(jié)論： 嚴(yán)重急性呼吸綜合征冠狀病毒2 (SARS-CoV-2) Beta亞型對感染W(wǎng)T毒株以及接受過疫苗的患者產(chǎn)生了逃逸谤草。在本研究中跟束，β病毒感染患者的血清顯示W(wǎng)T型病毒交叉中和作用減少莺奸。β毒株誘導(dǎo)產(chǎn)生的的交叉反應(yīng)抗體與野生型誘導(dǎo)的抗體具有相同的遺傳和結(jié)構(gòu)特征：包括一種針對RBD ridge的VH1-58克隆型。同時(shí)β毒株誘導(dǎo)產(chǎn)生的抗體更加具有廣譜性泳炉，這個(gè)為疫苗的研究與免疫順序提供了新思路憾筏。
