陶生策團(tuán)隊(duì)初步繪制新冠病毒S蛋白線性表位譜
?????? 目前新冠疫情正席卷全球，全球感染人數(shù)已超過2,700萬，死亡人數(shù)接近90萬。然而治療新冠肺炎仍無特效藥，中和性抗體和疫苗的開發(fā)是戰(zhàn)勝疫情的關(guān)鍵。新冠病毒（SARS-CoV-2）Spike蛋白（S蛋白）直接介導(dǎo)了病毒對宿主細(xì)胞的侵染，同時也是最重要的免疫原之一，其中受體結(jié)合域（Receptor Binding Domain, RBD）尤為重要，是中和抗體和疫苗開發(fā)的主要靶標(biāo)。然而RBD或較易發(fā)生突變，將RBD作為唯一靶標(biāo)存在一定風(fēng)險。除RBD外，已有報道S蛋白其它區(qū)域亦能誘發(fā)中和抗體。研究S蛋白哪些區(qū)域是B細(xì)胞表位以及哪些表位能誘發(fā)具有中和活性的抗體可為中和抗體和疫苗開發(fā)提供有力支撐。
?????? 2020年9月7日，Celluar & Molecular Immunology在線發(fā)表了由上海交通大學(xué)陶生策團(tuán)隊(duì)、佛山第四人民醫(yī)院周杰團(tuán)隊(duì)以及復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院應(yīng)天雷團(tuán)隊(duì)合作的研究成果：Linear epitopes of SARS-CoV-2 spike protein elicit neutralizing antibodies in COVID-19 patients,初步解析了新冠病毒S蛋白的B細(xì)胞線性表位，并鑒定了3個在非RBD區(qū)域有可能誘發(fā)中和性抗體的表位。
?????? 首先，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了全覆蓋S蛋白的小肽芯片（BioartReports，4月12日：陶生策團(tuán)隊(duì)成功構(gòu)建新冠病毒S蛋白小肽芯片）。隨后，利用該芯片分析了55例新冠康復(fù)病人的血清以及18例對照血清的IgG和IgM抗體響應(yīng)，發(fā)現(xiàn)多條小肽在病人血清中有較強(qiáng)的特異信號，并基于各小肽的響應(yīng)頻率初步繪制了S蛋白全局性B細(xì)胞線性表位譜（圖1）。其中，有3處表位較為集中的區(qū)域：一是S1蛋白的C端（CTD),高頻響應(yīng)的表位肽包括S1-93，97，101，105/106，111以及113；二是S2蛋白覆蓋融合肽（FP）的區(qū)域，包括S2-14/15，18/19，以及22/23；第三個高頻響應(yīng)區(qū)域是位于S2的HR1和HR2連接處的S2-78/79。結(jié)構(gòu)分析表明這些表位多為柔性的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并展示在S蛋白三聚體的表面（圖2）。令人驚訝的是，RBD區(qū)域未鑒定到線性表位，提示該區(qū)域或以構(gòu)象表位為主。
S蛋白線性表位譜。A. 新冠病人和健康人血清IgG響應(yīng)的聚類分析，橫軸為S蛋白小肽（按順序排列），縱軸為各血清樣本，按照相似性進(jìn)行聚類；B. S蛋白線性表位譜，縱軸為陽性頻率。
全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41423-020-00523-5
表位熱點(diǎn)區(qū)域（1和2）的結(jié)構(gòu)分析（PDB: 6vyb）
?????? 那么這些線性表位所誘發(fā)的抗體是否具有中和活性呢？研究團(tuán)隊(duì)選擇了6個表位進(jìn)行了進(jìn)一步研究。首先，基于合成的小肽構(gòu)建了biotin-BSA-peptide偶聯(lián)體，通過Pull-down的方式將病人血清中的對應(yīng)抗體進(jìn)行了富集純化，得到表位特異的抗體。然后，將這些抗體用于假病毒中和實(shí)驗(yàn)。結(jié)果顯示，S1-93，S1-105以及S2-78所對應(yīng)的抗體，具有顯著的病毒中和效果（圖3）。
表位特異的抗體純化及假病毒中和檢測。A. 來自新冠病人的血清經(jīng)對應(yīng)的表位肽抗體去除前后的信號比較。B. 純化的抗體與小肽芯片孵育，檢測其特異性和非特異性信號；C. 純化抗體假病毒中和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
?????? 該研究初步揭示了新冠病毒S蛋白的線性表位的分布規(guī)律，在RBD區(qū)域之外鑒定了3個可誘發(fā)中和抗體的位點(diǎn)。由于本項(xiàng)研究所用樣本量較小，所得到的結(jié)論仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。據(jù)悉，該團(tuán)隊(duì)正在開展大樣本的驗(yàn)證工作，并基于動物免疫進(jìn)一步深入和擴(kuò)大研究各表位誘發(fā)中和抗體的能力，這些研究將為中和抗體和疫苗開發(fā)提供重要支持。
?????? 本項(xiàng)研究的共同第一作者為上海交通大學(xué)李陽博士，賴丹昀博士生，張海南博士，江何偉博士及復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院田小龍博士生，通訊作者為上海交通大學(xué)陶生策研究員，佛山第四人民醫(yī)院周杰院長及復(fù)旦大學(xué)上海醫(yī)學(xué)院應(yīng)天雷研究員。
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稿件來源：陶生策課題組
圖文編輯：王華瑤
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