陶生策團(tuán)隊(duì)聯(lián)合多個(gè)團(tuán)隊(duì)從氨基酸水平揭示新冠病毒特異性抗體反應(yīng)規(guī)律
? ? ? ?針對(duì)當(dāng)前全球依舊嚴(yán)峻的新冠疫情，在所有控制疫情的策略中，疫苗是最值得期待的手段。目前，已有12款疫苗獲得批準(zhǔn)上市（https://covid19.trackvaccines.org/）。同時(shí)，作為一種RNA病毒，新冠病毒在持續(xù)發(fā)生突變，引起重大關(guān)注的包括D614G突變株、英國(guó)突變株、南非突變株以及巴西株等，在這一背景下，有一個(gè)急需回答的問(wèn)題：面對(duì)這些突變株，已經(jīng)上市的疫苗能否為接種人群提供足夠的保護(hù)？
? ? ? ?全面、系統(tǒng)地了解體液免疫（抗體）對(duì)新冠病毒的響應(yīng)規(guī)律，可能為上述問(wèn)題提供答案。2021年3月4日，上海交通大學(xué)陶生策團(tuán)隊(duì)、華大基因等多家單位于Cellular & molecular immunology在線發(fā)表研究成果：Systematic profiling of SARS-CoV-2 specific IgG epitopes at amino acid resolution。該研究基于高通量抗體表位解析技術(shù)AbMap（Molecular cellular proteomics 2020, DOI:10.1074/mcp.RA120.002314），從氨基酸水平揭示了新冠病毒特異性抗體反應(yīng)規(guī)律，確定了引發(fā)體液免疫的關(guān)鍵氨基酸殘基。
? ? ? ?為提高AbMap的靈敏度和特異性，降低康復(fù)血清中與新冠病毒不相關(guān)抗體的干擾，作者采用生物素化的RBD、S1、S2以及N蛋白等，從康復(fù)血清中富集靶向?qū)?yīng)蛋白（或結(jié)構(gòu)域）的抗體，然后采用AbMap解析對(duì)應(yīng)抗體的表位。進(jìn)一步將所獲表位定位于S蛋白的3D結(jié)構(gòu)上，并統(tǒng)計(jì)每一表位出現(xiàn)的頻次：在S蛋白中存在兩個(gè)非RBD的熱點(diǎn)區(qū)域；表位幾乎都位于S蛋白的表面；表位中的關(guān)鍵氨基酸殘基在其他幾種冠狀病毒中高度保守；關(guān)鍵氨基酸殘基與其重要性高度相關(guān)。另外，還發(fā)現(xiàn)6個(gè)高頻突變位點(diǎn)為表位中的關(guān)鍵氨基酸殘基，這些可能是潛在的中和抗體靶標(biāo)。
圖1 所獲表位在S蛋白上的分布情況
? ? ? ?此外，使用RBD富集的抗體，其表位位于ACE2和RBD結(jié)合區(qū)域的附近，與多種中和抗體類似；用N蛋白富集的抗體，也解析到一系列單個(gè)氨基酸分辨率表位，其熱點(diǎn)區(qū)域位于N蛋白的C端附近。
? ? ? ?總之，本項(xiàng)研究將新冠特異性抗體反應(yīng)規(guī)律的揭示推進(jìn)到了單個(gè)氨基酸水平，相關(guān)結(jié)果將有助于中和抗體研發(fā)、疫苗研制、效用評(píng)估以及逃逸突變鑒定等，助力新冠疫情防控。
? ? ? ?本研究的第一作者為上海交通大學(xué)祁環(huán)博士，馬明亮博士生，江何偉博士，山東大學(xué)凌建亞教授，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)陳凌云博士生，通訊作者為上海交通大學(xué)陶生策研究員，李華副研究員，趙小東研究員。該項(xiàng)研究得到了十三五蛋白質(zhì)機(jī)器與生命過(guò)程調(diào)控重點(diǎn)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金以及系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室青年專項(xiàng)科研基金等資助。
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稿件來(lái)源：陶生策課題組
圖文編輯：王華瑤
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