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我国科学家开发了一种新型的抗变异新冠病毒疫苗，有望在临床获得应用
11月10日，中国科学院昆明动物研究所郑永唐、福建师范大学欧阳松应及复旦大学姜世勃共同通讯在Cell Research（IF=46）在线发表新的研究论文，该研究开发了一种以刺突蛋白S2亚基的HR1结构域为靶点的抗变异SARS-CoV-2疫苗。
该研究以S蛋白S2亚基中保守的HR1结构域为靶点，设计了重组亚基疫苗HR121。HR121由HR1-linker1-HR2-linker2-HR1组成，在构象和功能上与S2亚基融合中间构象中的HR1结构域相似。
SARS-CoV-2进入宿主细胞的步骤是开发疫苗和治疗方法的主要靶点。刺突蛋白(S)通过将其S1亚基结合到宿主受体血管紧张素转化酶2 (ACE2)上，介导SARS-CoV-2的进入，随后通过其S2亚基促进病毒和细胞膜融合，导致病毒基因组释放到细胞质中。S1亚基,尤其是它的受体结合域(RBD)和N端结构域(NTD),诱导宿主中显性中和抗体（nAb）的产生，并作为疫苗设计的主要抗原。
然而，来自宿主的选择性压力以一种方式作用于S1亚基，增加了同样数量的新变异的突变数量。这种“多米诺骨牌”效应正在稳步削弱当前一些抗体和疫苗的效率，并导致接种疫苗的个体中不断并可能出现突破性感染，这些感染来自某些变异，如Delta、Omicron BA.1及其子系，包括BA.2、BA.3、BA.4和BA.5，以及其他新兴的重组或杂交变异。
S2亚基与S1亚基不同，它以预融合构象埋藏在S蛋白内，在病毒感染或用其全氨基酸序列接种疫苗后诱导少量针对SARSCoV-2的nAbs。S2亚基包含两个重要的结构域，七聚体重复序列1 (HR1)和七聚体重复序列2 (HR2)，在冠状病毒中高度保守。根据目前公认的I类包膜病毒(如HIV-1、流感病毒和冠状病毒)的膜融合模型，当S2同型三聚体中的疏水融合肽(FPs)插入宿主细胞膜时，融合发生。因此，与FP相邻的HR1和HR2瞬间暴露，形成“融合中间体”或“前发夹中间体”构象。
随后，3个HR2多肽反平行向后移动，折叠进HR1三聚体α-螺旋内核的三个表面凹槽中，形成不可逆的6- α-螺旋束(6-HB)结构，保持病毒与细胞膜的紧密接触，促进膜融合。在此过程中，一些HR2来源的多肽与HR1三聚体和罕见的单克隆抗体(mAbs)结合，与HR2具有高度亲和力，可以干扰HR结构域从6-HB融合中间到融合后结构的构象转变，从而显示出对多种SARSCoV-2变异、冠状病毒甚至HIV-1的广谱抗病毒活性。因此，存在于S2亚基融合中间构象中的保守的HR1和HR2结构域可能成为疫苗开发的潜在靶点。
然而，先前关于HIV-1-和流感病毒的报道表明，融合中间体是短暂且不稳定的，它在包膜病毒中的结构到目前为止还没有得到解决，这使得设计一种能够模仿其构象并在体内激发高活性nAbs的免疫原变得困难。例如，一项HIV-1的主要研究利用HR1和HR2的核心区域，设计了一个5螺旋蛋白，将三个截断的HR1和两个截断的HR2连接在一起(包括HR1 - HR2 - HR1 - HR2 - HR1)。这种蛋白质缺少一个HR2螺旋；因此，HR1三聚体内核的一个表面凹槽未被占据，可以作为HR1的抗原表位。然而，靶向该空缺的单克隆抗体仅在亚纳米摩尔范围内表现出较弱的抗HIV-1活性。
该研究还发现，人呼吸道合胞病毒(hRSV)的5螺旋蛋白对hRSV只产生微弱的nAb滴度。此外，其他一些关于HIV-1的研究已经开发了一些基于HR1的三聚体，由三种不同的截断的HR1组成，如N35CCG-N13、(CCIZN36)3、(CCIPN36)3和N46FdFc，但由这些蛋白诱导的nAbs被证明同样弱且不令人满意。
在这项研究中，该研究提供了一种新的策略来开发SARS-CoV-2疫苗。该研究从SARS-CoV-2中设计了一个重组蛋白HR121，该蛋白能高度模仿S2亚基融合中间体中HR1三聚体内核的构象。用HR121免疫诱导了针对SARS-CoV-2及其主要变异株（包括当前大流行性奥密克戎亚谱BA.1、BA.2、BA.3、BA.4/5）的强效广谱抗体。此外，用该蛋白接种疫苗，对叙利亚仓鼠和恒河猴的SARS-CoV2原型(以下称为SARS-CoV-2)感染提供了几乎完全的保护，并对叙利亚仓鼠的Omicron BA.2变异挑战提供了有效的保护。因此，本研究表明S2亚基中保守的HR1结构域模拟了融合中间构象，可作为开发抗变种SARS-CoV-2或泛沙贝科病毒疫苗的新靶点。
出版信息
标题:
A variant-proof SARS-CoV-2 vaccine targeting HR1 domain in S2 subunit of spike protein
出版信息:
Cell Research，10 November 2022
DOI:
10.1038/s41422-022-00746-3
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Cell：开发出识别未来可能影响快速抗原测试性能的SARS-CoV-2突变的方法
在一项新的研究中，来自美国埃默里大学、贝勒医学院和亚特兰大微系统工程即时检验技术中心的研究人员发现市面上的快速抗原测试能够检测出过去和现在令人担忧的SARS-CoV-2变体，并确定了可能影响未来测试性能的潜在突变。
这些作者开发了一种方法来评估SARS-CoV-2发生的突变如何影响快速抗原测试中使用的抗体的识别能力。由于大多数快速抗原测试检测的是SARS-CoV-2的核衣壳蛋白（下称N蛋白），他们直接测量了N蛋白的突变如何影响诊断抗体识别它们的蛋白靶标的能力。
美国国家生物医学成像与生物工程研究所（NIBIB）所长Bruce J. Tromberg博士说，“快速抗原测试仍然是一种重要的COVID-19缓解工具，而且必须确保这些测试能够检测SARS-CoV-2病毒，因为它在不断进化。考虑到新变体的不断产生，这项研究的数据在未来几年都会很有用。”
这项新的研究使用了一种叫做深度突变扫描（deep mutational scanning）的方法，以同时评估N蛋白中的任何单个氨基酸替换如何影响诊断抗体的结合。这些作者产生了一个详尽的N蛋白变异文库，包括近8000个单个氨基酸替换---代表了所有可能的突变的99.5%以上---并评估了它们与11种市售快速抗原测试中使用的17种不同诊断抗体之间的相互作用。快速抗原测试通常采用两种不同的诊断抗体来检测SARS-CoV-2病毒。
对于评估的每种诊断抗体，这些作者记录了N蛋白的哪些突变影响了诊断抗体的识别。根据这些信息，他们为每种诊断抗体构建了一个“逃逸突变谱（escape mutation profile）”，列出了对诊断抗体与靶标结合的能力有影响的N蛋白的特定突变。虽然几种诊断抗体能识别N蛋白的相同区域，但是他们发现每种诊断抗体都有一个独特的逃逸突变谱。随着SARS-CoV-2病毒继续出现突变，这一数据可用于标记诊断性能可能需要重新评估的特定诊断抗体。
论文第一作者兼论文共同通讯作者、埃默里大学生物化学系助理教授Filipp Frank博士说，“根据我们的发现，过去和现在令人担忧的主要SARS-CoV-2变体都不包含会影响目前快速抗原测试中使用的诊断抗体识别的N蛋白突变。此外，这一数据可能通过确定哪些诊断抗体应该配对来识别最大数量的潜在N蛋白变异来为测试设计提供信息。”
论文共同通讯作者、埃默里大学生物化学系教授Eric Ortlund博士说，“准确和有效地识别感染者仍然是缓解COVID-19的一个极其重要的策略，我们的研究提供了关于未来可能干扰检测的SARS-CoV-2突变的信息。这项新研究概述的结果可以使我们迅速适应这种病毒的新变体继续出现，从而对临床和公共卫生直接产生影响。”
鉴于许多令人关注的变体包含N蛋白的多种突变，这些作者指出，他们的方法没有评估多种突变如何影响诊断抗体的识别，这是这项研究的一个局限。
出版信息
标题:
Deep mutational scanning identifies SARS-CoV-2 Nucleocapsid escape mutations of currently available rapid antigen tests
出版信息:
Cell ，26 August 2022
DOI:
10.1016/j.cell.2022.08.010
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如何更新SARS-CoV-2疫苗？揭示奥密克戎等病株的抗原差异！
由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2病毒）引起的2019年冠状病毒病（COVID-19）大流行对人类健康构成巨大威胁，并给全球医疗保健系统和经济带来负担。大规模的疫苗接种在一定程度上减少了因COVID-19住院和死亡的病人。
然而，免疫逃脱的SARS-CoV-2变体的出现是疫苗有效性的一大挑战。鉴于这一持续进化，一个重要问题是何时以及如何更新SARS-CoV-2疫苗，这与季节性流感病毒类似，季节性流感病毒的抗原性漂移需要定期更新疫苗，Karlijn Straten教授及其团队针对SARS-CoV-2展开了相关研究，以便在抗原性方面与流行的变异株匹配。
该研究收集并分析了66例PCR确诊原发性SARS-CoV-2感染者，这些患者未接种任何COVID-19疫苗，收集受试者的血清样本。在症状出现后3 ~ 11周(中位40日，范围24 ~ 75日)抽血，这相当于抗体应答的峰值。共纳入20例d614g感染者、11例α感染者、8例β感染者、4例γ感染者、11例delta感染者、8例奥密克戎ba .1感染者和4例奥密克戎ba .2感染者。在这些参与者中，39例有序列证实的VOC感染。其他27例参与者符合纳入标准，即VOC感染可能性高。
研究结果表明D614G或Alpha菌株感染可诱导最广泛的免疫，而感染其他VOCs的个体具有更多的菌株特异性反应。奥密克戎BA.1和BA.2对所有其他变异株诱导的血清产生的中和作用基本上具有抗性。抗原制图显示，奥密克戎BA.1和BA.2在抗原方面与D614G差异最大，与免疫逃逸相关，可能需要对疫苗进行更新以确保疫苗效果。
出版信息
标题:
Antigenic cartography using sera from sequence-confirmed SARS-CoV-2 variants of concern infections reveals antigenic divergence of Omicron
出版信息:
Immunity ，05 August 2022
DOI:
10.1016/j.immuni.2022.07.018
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