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新冠病毒可直接破坏脑细胞，损伤神经元
10月12日，美国加州大学的研究人员在" Cell Reports "期刊上发表了一篇新论文，研究人员通过非人类灵长类动物模型研究发现，新冠病毒感染恒河猴后一周内，病毒沿着嗅觉神经通过鼻子传输到达大脑，引起了严重的神经元损伤和炎症，患有2型糖尿病的老年猴子经历了更严重的神经损伤。
在该研究中，研究人员创建了非人类灵长类动物模型，让年轻健康和患有2型糖尿病的老年恒河猴感染了新冠病毒，并与未感染的年龄匹配的对照组进行了比较，使用高分辨率显微镜，分析了病毒是否到达大脑，并对大脑产生什么样的损伤。
在恒河猴感染病毒7天后，通过高分辨率显微镜，研究人员能够在动物脑组织以及几种不同类型的脑细胞中检查出病毒。这意味着，新冠病毒可感染脑细胞，甚至是破坏脑细胞。
通过比较年轻和老年动物发现，老年动物的大脑感染更严重，受感染的老年猴子的脑细胞出现萎缩。
与年轻健康的动物相比，病毒在老年动物中传播更远，病毒在年轻健康动物中主要存在于初级嗅觉皮层中，但在老年动物中，不仅出现在感觉和嗅觉脑区，还进入了与老年动物的情绪、记忆和认知相关的区域。
研究人员表示，这些发现引起了人们对神经退行性疾病以及随着感染者年龄的增长，更易患老年痴呆症等相关疾病的担忧。
作者指出，在老年动物中，病毒正在感染已知极易患阿尔茨海默病的区域的神经元。
此外，研究还发现，新冠病毒会导致大脑发炎，中枢神经系统中的细胞通过分解和去除发炎的细胞来做出反应。
对此，研究人员表示，虽然这个过程可能是有益的，并且旨在治愈中枢神经系统，但病毒在老年恒河猴中引起炎症的导致了重大的大脑损害。
总之，研究不仅证明了新冠病毒会感染大脑，而且它还直接感染神经元，并且可以沿着神经通路传输到嗅觉区域以外的部位，最终导致大脑损伤和炎症。
目前，研究人员正在研究感染几个月后猴子的大脑，以更好地了解可能导致长期神经系统并发症的脑损伤的程度和性质。
出版信息
标题:
SARS-CoV-2 infects neurons and induces neuroinflammation in a non-human primate model of COVID-19
出版信息:
Cell Reports，12 October 2022
DOI:
10.1016/j.celrep.2022.111573
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张抒扬/薛毅/徐华强合作揭示新冠病毒核衣壳蛋白与RNA潜在组装机制
10月27日，北京协和医院张抒扬课题组联合清华大学生命学院薛毅课题组以及中国科学院上海药物研究所徐华强课题组，在 Science Bulletin 期刊上发表了新论文。
核衣壳蛋白（Nucleocapsid，N蛋白）作为冠状病毒的主要结构蛋白之一，在新冠病毒的生命周期中起着至关重要的作用。它可以与病毒RNA形成核糖核蛋白（Ribonucleoprotein，RNP）复合物，以保护病毒基因组，参与病毒粒子的组装。同时，N蛋白还可以调节病毒的复制、转录、与膜蛋白的相互作用，一些研究也发现，N蛋白还与宿主蛋白相互作用，来诱导宿主的免疫反应或调控被感染细胞的细胞周期。
N蛋白由N端结构域（NTD），C端结构域（CTD）以及三个内源的无序区（IDRs）所组成，N端主要发挥与RNA结合的功能，C端的功能主要是多聚化。鉴于N蛋白的重要性，NTD和CTD可能成为药物开发的关新型靶点，而且帮助人们加深对RNP形成过程的理解，因此相关研究十分必要。
研究团队分别解析了SARS-CoV-2 N蛋白的NTD和CTD的晶体结构，同时首次解析了NTD与RNA复合物（NTD-RNA）的晶体结构。
整体上，NTD的晶体结构表现为独特的四聚体结构，NTD-RNA复合物的晶体结构揭示了不同的RNA结合模式，这可能有助于帮助人们加深对RNP的形成过程的认知。同时，研究团队还通过药物筛选，发现第三代抗生素头孢曲松钠（Ceftriaxone Sodium），是一种能够同时与NTD和CTD结合的小分子化合物。
通过进一步的核磁滴定实验发现，得到NTD与头孢曲松钠关键的结合位点，并通过分子对接获得了复合物模型，与NTD-RNA复合物的结构相比，发现二者与NTD的结合位点是相似的。所以，头孢曲松钠通过阻断RNA与NTD的结合，抑制RNP的形成，从而阻断SARS-CoV-2病毒的生活周期。该项工作为研究SARS-CoV-2中RNP形成的分子机制提供了基础，也为靶向N蛋白的抗病毒药物设计的后续研究提供新的见解。
出版信息
标题:
Antiviral drug design based on structural insights into the N-terminal domain and C-terminal domain of the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein
出版信息:
Science Bulletin，27 October 2022
DOI:
10.1016/j.scib.2022.10.021
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在接种三剂新冠疫苗的SARS康复者中获得强效的广谱中和抗体
近日，预印本网站bioRxiv刊发了一篇论文名为《从SARS康复者中合理识别强效和广泛的沙贝病毒属中和抗体组合》。
研究结果显示，从接种三剂新冠疫苗的SARS康复者体内，发现了两种分别被命名为“SA58（BD55-5840）”和“SA55（BD55-5514）”（下称“SA58”和“SA55”）的中和抗体组合，其能够有效识别中和包括新冠病毒奥密克戎变异株及其亚系在内的各类沙贝病毒，且结合位点皆位于新冠刺突蛋白RBD区域保守位点，与ACE2结合和糖基化两个关键功能高度关联，病毒不易在抗体结合位点发生突变，使得SA58/SA55较难被逃逸，可作为针对新冠病毒的潜在广谱性治疗及预防用药。
本次研究结果由北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）、昌平实验室谢晓亮/曹云龙课题组联合北京大学生命科学学院肖俊宇课题组、北京地坛医院金荣华等共同研究。
寻找新冠有效的药物，一直是应对新冠疫情的一个重要措施。但目前已有的新冠病毒对抗体药物都存在不同程度的逃逸，导致药物有效性降低甚至失效。那如何找到相对稳定且又具有广谱性的中和抗体？
该论文研究者根据既往的观察，认为目前RBD中和抗体药物开发策略面对新冠快速突变存在缺陷，主要因为新冠病毒变异具有两项规律：1.康复者和已接种疫苗者获得的体液免疫中有一部分抗体相对比例众多，这部分抗体结合病毒受体结合结构域（RBD）的相对集中的常见表位，因而这些表位易发生免疫压力下的突变，从而产生病毒逃逸；2.病毒不太可能出现破坏影响其功能的保守区域的突变。
基于上述两点，研究者对认为，制备药物的候选中和抗体（NAb）应针对病毒RBD的罕见表位，这样不会像感染或疫苗接种后产生的体液免疫一样被大量激活而具有竞争性；其次是应针对病毒保守表位，减少免疫逃逸的可能。研究者在验证多种抗体后得出结论：靶向沙贝病毒S2蛋白的中和抗体活性较差 ，靶向RBD的中和抗体又可能被逃逸。在这样的情况下，若想寻找新冠抗体药物，必须采取新的策略。
研究者为了寻找能够这类不容易发生免疫逃逸和保持稳定且具有较强中和活性的抗体，制定了新的策略：
一是选择对于现有突变株有效，且中和活性最高的；二是尽量形成一个中和表位不重叠的抗体鸡尾酒；第三，选择靶向沙贝病毒RBD上的保守位点的中和抗体，并且需要与病毒核心功能区域重叠，如ACE2结合，糖基化等；另外，抗体靶向的RBD表位应当在疫苗接种者，感染者体内较为稀少，这样不容易产生对应的逃逸流行株。
在寻找抗体的策略定了以后，研究者开始通过高通量测序技术扫描确定“热点”表位。
研究者选择接种过三剂新冠疫苗的SARS康复者作为志愿者，从近13000个记忆B细胞中收集到2838个抗体序列，其中1413种进行了体外表达，最终筛选出286个对沙贝病毒具有中和活性的抗体，并从中筛选出最有效的抗体。
“这种技术是需要每一个抗体进行分析，而以往的传统技术是不具备这么高的通量的。我们在高通量的情况下，对于每一个单抗的表位进行解析，这是我们技术的创新，目前也是国际领先且首次应用于新冠病毒领域。”参与研究人员表示。
研究者在对1413个抗体进行了表位分析后选择了SA55/SA58这对抗体组合。为了探索SA55/SA58组合对新冠病毒的中和能力，研究者采用具有人ACE2的转基因小鼠进行挑战试验。试验组小鼠均会在感染前24小时或感染后2小时以20㎎/㎏肌内注射SA55/SA58组合以评价对预防和治疗的有效性，对照组小鼠注射磷酸盐缓冲液。所有小鼠均在第三天被安乐，安乐后收集肺部和气管组织进行病毒载量分析。
分析结果显示，与预防组和治疗组的小鼠相比，对照组的小鼠的肺部和气管的病毒RNA拷贝数明显较高，除了预防组的一只小鼠外，其余所有预防组或治疗组的小鼠肺部和气管中均未检测到病毒RNA，SA55/SA58组合在体内显示出强大的病毒清除和阻断功效。
上述分析研究结果显示，与现有的抗体药物相比，SA55/SA58组合具有更好的中和广度，兼顾优异的中和活性；若对中和抗体进行工程改造后，可将抗体半衰期延长至90天，因此能够成为一种潜在的高效、持久的抗体药物。这种药物不仅可以用于一般新冠患者，对接种疫苗后难以产生有效抗体或不适宜接种疫苗的老年人和免疫力低下人群也具有重要意义。
此外，在研究者此前发布的研究预印本中提到，SA55/SA58组合对包括奥密克戎变异株及其亚系在内的新冠病毒、SARS病毒，甚至乙型冠状病毒支系B等沙贝病毒均具有极强的中和能力，预计投入使用后对各类冠状病毒相关疾病防治工作具有积极意义。在本次发表的文章中研究者也提到，该抗体药物已被研究者团队转让给中国科兴，预计在2022年12月向药监局提交临床申请。
出版信息
标题:
Rational identification of potent and broad sarbecovirus-neutralizing antibody cocktails from SARS convalescents
出版信息:
bioRxiv，04 August 2022
DOI:
10.1101/2022.08.03.499114
转自：“科研之友 ScholarMate”微信公众号
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