從冠狀病毒引起的嚴(yán)重急性呼吸綜合征(SARS)或中東呼吸綜合征(MERS)的幸存者中分離的人單克隆抗體的研究揭示了針對(duì)致命病毒的令人驚訝的免疫防御策略。關(guān)于高效抗體的工作原理和分子信息可以提供見解，以防止這些嚴(yán)重的，有時(shí)致命的肺部感染。

目前，對(duì)于可以感染人類的??六種冠狀病毒中的任何一種都沒有疫苗或特異性治療方法。這些冠狀病毒中的一些僅引起常見的感冒癥狀，但其他引起致死性肺炎。一些國家過去的致命爆發(fā)預(yù)示著冠狀病毒介導(dǎo)的大流行的可能性。

此外，對(duì)蝙蝠中冠狀病毒的遺傳監(jiān)測以及MERS冠狀病毒在單峰駱駝中自然流行的事實(shí)表明，以前的爆發(fā)可能不是罕見的事件。動(dòng)物/人類物種屏障可能會(huì)再次交叉，并在未來導(dǎo)致新出現(xiàn)的冠狀病毒。

作為預(yù)期和準(zhǔn)備計(jì)劃的一部分，傳染病研究小組正在努力開發(fā)抗冠狀病毒庫。由UW Medicine科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)正在試圖了解SARS和MERS冠狀病毒如何感染人類，以及它們的存在如何引起免疫系統(tǒng)的反應(yīng)。該研究小組對(duì)中和抗體如何針對(duì)冠狀病毒的細(xì)胞侵襲機(jī)制特別感興趣。

他們最近的研究結(jié)果發(fā)表在1月31日的Cell網(wǎng)絡(luò)版上。第一作者是Alexandra Walls和Xiaoli Xiong，主要和資深作者是David Veesler，華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的生物化學(xué)系。

冠狀病毒具有多功能表面刺突，其識(shí)別并附著于宿主細(xì)胞表面上的受體。然后他們將病毒和細(xì)胞膜融合在一起。他們使用這些三聚體加標(biāo)糖蛋白作為其分子入侵工具。

尖峰糖蛋白密集地裝飾冠狀病毒的表面。無數(shù)的投影類似于種子莢上的毛刺。尖峰是冠狀病毒感染性和致病性的關(guān)鍵。它們是中和抗體的目標(biāo)，也是亞單位疫苗設(shè)計(jì)的主要焦點(diǎn)。

先前在威斯康星大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Veesler實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的研究著眼于膜融合反應(yīng)前后冠狀病毒刺突中發(fā)生的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)了刺突糖蛋白的大量構(gòu)象變化。然而，關(guān)于膜融合級(jí)聯(lián)的激活的細(xì)節(jié)仍不清楚。

利用低溫電子顯微鏡和其他強(qiáng)大的技術(shù)，研究人員深入了解了來自SARS和MERS幸存者的中和單克隆抗體如何在分子水平上抑制病毒。他們的發(fā)現(xiàn)也有助于闡明冠狀病毒膜融合激活的不尋常性質(zhì)。

研究人員發(fā)現(xiàn)，SARS和MERS冠狀病毒抗體都阻止了病毒峰與宿主細(xì)胞膜上的受體相互作用。

SARS冠狀病毒抗體也做了一些意想不到的事情：它在功能上模仿受體附著并誘導(dǎo)穗進(jìn)行構(gòu)象變化，導(dǎo)致膜融合。這種觸發(fā)似乎是由分子棘輪機(jī)制驅(qū)動(dòng)的。

“這一發(fā)現(xiàn)是功能模擬的前所未有的例子，”研究人員指出，“抗體通過重現(xiàn)受體的作用激活膜融合。”

該研究使用分子成像來表征SARS和MERS冠狀病毒刺突糖蛋白在其各自抗體的復(fù)合物中的結(jié)構(gòu)。

在整個(gè)病毒的背景下，研究人員還提供了碳水化合物的藍(lán)圖，這些碳水化合物可以阻止穗糖蛋白。冠狀病毒使用這種策略來掩蓋其融合裝置的易損部分，以限制抗體對(duì)其的接近并僅將其暴露以進(jìn)行宿主細(xì)胞的識(shí)別和感染。