SARS-CoV-2（新冠病毒）变异株例如B.1.1.7（Alpha）、B.1.351（Beta）、P.1（Gamma）以及B.1.617.2（Delta）的不断出现给新冠疫情的防控带来了新的挑战。因此，急需要开发高效广谱的中和抗体，特别是需要寻找到识别保守抗原表位的广谱抗体，从而应对这些已知和未来即将出现的新冠病毒突变体，并为设计广谱疫苗奠定理论基础。
2021年9月23日，复旦大学医学分子病毒学教育部/卫健委重点实验室王乔、陆路等团队，联合复旦大学生物医学研究院的孙蕾团队、中科院生物物理所王祥喜团队在Protein & Cell杂志在线发表了题为 An ultrapotent pan-β-coronavirus lineage B (β-CoV-B) neutralizing antibody locks the receptor-binding domain in closed conformation by targeting its conserved epitope 的研究论文。在前期研究中，王乔、陆路团队从一位新冠感染后康复的志愿者体内分离出了48株针对新冠病毒S蛋白的单克隆抗体。这些抗体能够识别SARS-CoV-2表面蛋白的各个结构域（包括NTD，RBD和S2结构域），但是其血清中和效力主要来源于那些识别受体结合结构域（RBD）的单克隆抗体。实验数据显示，RBD结构域上有4组非重叠的抗原表位，并揭示了RBD不同抗原表位与抗体功能（病毒中和效力、ADE效应）之间的相关性（Cell Reports，2021）。而在本工作中，研究团队进一步研究了其中一株广谱强效抗体XG014，明确了其高效广谱的病毒中和效力，同时通过结构研究阐明了其广谱性和无ADE性的分子机制。
XG014不但可以强效地中和野生型SARS-CoV-2 (IC50: 0.007-0.008 μg/ml )，还对目前流行的SARS-CoV-2变异株包括Alpha、Beta、Gamma以及Delta的假病毒都展示了强效的中和作用（IC50: 0.017-0.059 μg/ml）。同时，XG014还可以强效地中和其它冠状病毒β属B亚群，对SARS-CoV的IC50为0.016 μg/ml。此外，XG014对蝙蝠来源的SARS相关病毒，例如WIV1和Rs3367假病毒，都展示了强效的广谱中和作用。结构分析表明，XG014与现有大部分报道的抗体作用机制不同，该抗体识别ACE2结合位点之外的一个非常保守的空间表位。通过结合该表位，XG014可将SARS-CoV-2 S蛋白三聚体中的三个RBD都锁定在“向下”的关闭状态，从而阻断SARS-CoV-2结合ACE2受体，抑制其入侵细胞。同时，通过比较XG014与目前报道的可锁定SARS-CoV-2 S蛋白为关闭状态的其它中和抗体，研究者发现XG014与这些抗体不同，具有独特的作用靶点。例如XG014同时具有强效广谱的中和活性、作用表位与ACE2的结合位点完全不重叠、作用表位不覆盖N501、E484以及K417等常见突变位点、能将三个RBD锁在“向下”的关闭状态、并同时结合两个RBD等。
该工作还发现XG014不能促使SARS-CoV-2 S蛋白介导与含有Fc受体的Raji细胞进行膜融合。而与XG014具有部分重叠表位的XG005抗体，虽然对SARS-CoV-2具有中和作用，但对SARS-CoV以及SARS相关病毒没有广谱的中和作用，而且还可以促使SARS-CoV-2 S蛋白介导与Raji细胞进行膜融合。通过结构分析发现，XG005虽然结合的区域与XG014较为相似，但与XG014不同的是，其促使SARS-CoV-2 S蛋白中的RBD更加趋向于“向上”的开放状态。因此，该结果提示了抗体靶点细微的差别可能导致大相径庭的抗体特性。同时，XG014在人源化ACE2转基因小鼠模型上还展现了有效的预防和治疗效果。
总之，该研究发现了一株对目前流行的SARS-CoV-2变异株以及SARS相关病毒具有超强效广谱抑制潜力的中和抗体，并通过结构分析揭示了该抗体独特的作用机制，有望开发成为针对新冠变异株以及未来可能出现的SARS相关病毒的广谱候选药物。同时，该研究所揭示的XG014靶向的广谱中和表位为后续新冠广谱疫苗的设计提供了新思路。
复旦大学医学分子病毒学教育部/卫健委重点实验室刘泽众、徐巍、高一丹、周洁，复旦大学生物医学研究院的陈振国青年研究员、詹屋强以及中科院生物物理所付望骏为该论文共同第一作者，王乔研究员、孙蕾研究员、陆路研究员、中科院生物物理所王祥喜课题组成员王康博士、袁正宏研究员为共同通讯作者。闻玉梅院士、姜世勃教授、谢幼华教授对课题进行了悉心指导并给予了大力支持。
（BioArt）
原文出处：Liu Z, Xu W, Chen Z, Fu W, Zhan W, Gao Y, Zhou J, Zhou Y, Wu J, Wang Q, Zhang X, Hao A, Wu W, Zhang Q, Li Y, Fan K, Chen R, Jiang Q, Mayer CT, Schoofs T, Xie Y, Jiang S, Wen Y, Yuan Z, Wang K, Lu L, Sun L, Wang Q. An ultrapotent pan-β-coronavirus lineage B (β-CoV-B) neutralizing antibody locks the receptor-binding domain in closed conformation by targeting its conserved epitope. Protein Cell. 2021 Sep 23:1–21. doi: 10.1007/s13238-021-00871-6. Epub ahead of print. PMID: 34554412; PMCID: PMC8458794.
