北京時(shí)間2020年5月26日,《自然》雜志以“Accelerated Article Preview”方式在線發(fā)表了題為《人類新冠病毒自然感染誘導(dǎo)的中和抗體》(Human neutralizing antibodies elicited by SARS-CoV-2 infection)的研究論文。報(bào)道了清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心張林琦、王新泉課題組以及國家感染性疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心(深圳市第三人民醫(yī)院/南方科技大學(xué)第二附屬醫(yī)院)張政課題組的最新合作研究成果,該研究分離得到的高活性中和抗體,為研發(fā)抗新冠病毒抗體藥物打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
B淋巴細(xì)胞是體內(nèi)產(chǎn)生和分泌抗體的專職細(xì)胞,在抗擊感染、腫瘤和自身免疫疾病過程中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。從數(shù)量上看,抗體可以構(gòu)成血漿總蛋白量的20%左右,并隨著血液的流動在全身持續(xù)不斷的巡視外來入侵的病原體,并對其實(shí)施強(qiáng)大的抑制和清除作用。在人體接種疫苗后所誘導(dǎo)產(chǎn)生的保護(hù)性免疫反應(yīng)中,B細(xì)胞所產(chǎn)生的針對病原體的抗體,特別是具有中和能力的抗體起著關(guān)鍵性的作用。自2019年底新冠肺炎疫情暴發(fā)以來,三個(gè)團(tuán)隊(duì)便合作展開了針對新冠病毒的單克隆抗體的合作研究。新冠病毒進(jìn)入細(xì)胞依賴于病毒刺突糖蛋白的受體結(jié)合區(qū)(receptor-binding domain,RBD)與受體ACE2的特異性結(jié)合。張林琦和張政團(tuán)隊(duì)合作,從8例SARS-CoV-2感染者的單個(gè)B淋巴細(xì)胞中分離并鑒定出了206個(gè)特異性靶向RBD的單克隆抗體,發(fā)現(xiàn)這206個(gè)單克隆抗體的中和活性與其競爭ACE2結(jié)合RBD的能力密切相關(guān),并就一系列高活性中和抗體(P2C-1F11,P2B-2F6、P2C-1A3等)的假病毒和活病毒中和能力進(jìn)行了深入研究。王新泉團(tuán)隊(duì)解析了RBD與抗體P2B-2F6的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu),顯示抗體結(jié)合產(chǎn)生的空間位阻可以抑制病毒RBD與ACE2的結(jié)合,從而阻斷病毒的進(jìn)入。這些發(fā)現(xiàn)表明,靶向RBD的中和抗體是針對新冠病毒特異性的抑制劑,具有廣闊的臨床應(yīng)用前景。
值得一提的是,三個(gè)團(tuán)隊(duì)均是合作多年的“老搭檔”。張林琦教授與王新泉教授兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作已近10年,積累了諸多病毒相關(guān)領(lǐng)域的研究經(jīng)驗(yàn)。 此外,與清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心向燁教授課題組的合作,在SARS和MERS的研究過程中取得了十分有意義的研究成果,這些經(jīng)驗(yàn)對于團(tuán)隊(duì)開展新冠病毒研究提供了堅(jiān)實(shí)有力的支持。此外,張林琦教授團(tuán)隊(duì)與深圳市第三人民醫(yī)院張政教授團(tuán)隊(duì),針對多個(gè)困擾人民健康的病毒性疾病,開展系統(tǒng)和深入的研究。如:發(fā)現(xiàn)B淋巴細(xì)胞和T淋巴細(xì)胞的相互協(xié)調(diào)對保護(hù)機(jī)體發(fā)揮著重要的作用。特別是在B淋巴細(xì)胞研究方面,利用領(lǐng)域內(nèi)最先進(jìn)的理念和知識,開發(fā)和優(yōu)化的多個(gè)抗體研究平臺技術(shù),在較短的時(shí)間內(nèi),從微量的血液中,篩選、分離和獲得大量高效抗病毒抗體和編碼基因,為此次抗新冠病毒抗體的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
三個(gè)團(tuán)隊(duì)術(shù)業(yè)專攻,強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,自1月25日正式攜手合作至今,在短時(shí)間內(nèi)取得了一系列階段性突破。前期,王新泉教授團(tuán)隊(duì)與張林琦教授團(tuán)隊(duì)合作解析了新冠病毒表面刺突糖蛋白RBD與受體ACE2復(fù)合物的三維空間結(jié)構(gòu)。準(zhǔn)確定位出病毒和受體ACE2的相互作用位點(diǎn),闡明了新冠病毒刺突糖蛋白介導(dǎo)細(xì)胞侵染的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及分子機(jī)制。此次新冠病毒高效中和抗體的研究是三個(gè)團(tuán)隊(duì)緊密合作的又一重要成果,為治療性抗體藥物開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前,高活性中和抗體的生產(chǎn)和臨床研究工作正在全力推進(jìn)中,力爭盡快實(shí)施動物體內(nèi)的安全性和保護(hù)性評估,開展人體臨床試驗(yàn)和推向臨床應(yīng)用,造福于廣大新冠肺炎感染者,為遏制疫情發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
深圳市第三人民醫(yī)院鞠斌博士、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院張綺博士、清華大學(xué)生命學(xué)院葛紀(jì)彎博士為本文的共同第一作者。清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院張林琦教授、深圳市第三人民醫(yī)院張政教授、清華大學(xué)生命學(xué)院王新泉教授為本文共同通訊作者。本研究得到了國家科技部、國家衛(wèi)健委、國家自然基金委、北京市科委及深圳市科技創(chuàng)新委員會應(yīng)急攻關(guān)專項(xiàng)的關(guān)鍵支持,并得到北京市結(jié)構(gòu)生物學(xué)高精尖創(chuàng)新中心、北京市生物結(jié)構(gòu)前沿研究中心、蛋白質(zhì)科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等的大力支持,上海同步輻射光源和國家蛋白質(zhì)科學(xué)研究(北京)設(shè)施清華大學(xué)基地為本研究提供了設(shè)備和技術(shù)支持。
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2380-z
單個(gè)B細(xì)胞分選,抗體克隆與抗體組庫分析
高效中和抗體P2B-2F6與新冠病毒表面刺突糖蛋白受體結(jié)合區(qū)(SARS-CoV-2 RBD)復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)分析
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