目前，SARS-CoV-2全球感染人数已经超过1200万，导致近50万人死亡，对经济和社会秩序造成严重破坏。开发有效疫苗阻止COVID-19大流行，是世界公共卫生领域的首要任务。虽然几种潜在疫苗已经进入临床试验阶段，但科学家们还没有完全了解保护性抗体反应的分子特征。
7月13日，美国斯克里普斯研究所的科学家们在《科学》杂志发文称，他们回顾了过去几个月内在COVID-19康复患者中发现的近300个SARS-CoV-2抗体的数据。发现这些抗体中的一个亚单位具有强效的病毒中和能力，并且这些抗体都由同一抗体基因IGHV3-53部分编码。
之前的研究表明，IGHV3-53编码的抗体通常存在于健康人的血液中，但数量很少。这项研究给人们带来了希望：使用疫苗提高这些一直存在的抗体的水平，能充分保护人体免受病毒侵袭。
“在研究COVID-19患者的样本时，我们经常分离出这种类型的抗体。现在，我们能够理解其与SARS-CoV-2相互作用的结构基础了。”论文通讯作者、斯克里普斯研究所的综合结构和计算生物学系主任Ian Wilson说。
斯克里普斯研究所免疫学和微生物系联合主席Dennis Burton教授补充说：“这项研究为设计有效的COVID-19疫苗提供了重要线索。”
在这项研究中，该小组首先分析了从COVID-19患者血液中分离出的294种不同的SARS-CoV-2中和抗体，发现一种名为IGHV3-53的抗体基因大约编码了其中10%的抗体。此外，IGHV3-53编码的抗体还包含一个异常短的CDR H3环变异（关键的靶标结合元素）。与非IGHV3-53编码的其他抗体相比，这些抗体对SARS-CoV-2非常有效。
值得注意的是，IGHV3-53抗体与健康人血液中循环的初始版本差异很小。这表明虽然IGHV3-53抗体似乎没有经历或很少经历“亲和力成熟”过程（B细胞激活后通过突变靶向病毒的过程），但已经能够非常有效地中和病毒，这暗示疫苗可以相对容易地诱导这些强效中和剂产生保护性反应。
增加IGHV3-53抗体的数量，将是研制SARS-CoV-2疫苗过程中的一个良好且可实现的目标。“冠状病毒已经存在了成百上千年。我们的免疫系统已经进化到能携带针对它的抗体，并立即做出强有力的反应。”Wilson说。
随后，Wilson团队使用高分辨率X射线技术对两种不同IGHV3-53抗体与SARS-CoV-2的结合进行了成像。
“我们揭示了IGHV3-53抗体的独特结构特征，这些特征提高了它们的结合亲和性，以及对SARS-CoV-2受体结合位点的特异性。”共同第一作者，Wilson实验室博士后研究助理MengYuan博士说。
详细的原子尺度结构数据对疫苗设计和药物开发都会有所帮助。研究人员表示，识别出IGHV3-53抗体是COVID-19免疫反应的关键元素，表明这些抗体的水平可以作为疫苗试验成功的间接标志。
科界原创编译：花花审稿：alone责编：雷鑫宇
期刊来源：《科学》
期刊编号：0036-8075
原文链接：https://medicalxpress.com/news/2020-07-scientists-key-element-strong-antibody.html
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