引起COVID-19的病毒属于冠状病毒家族,“corona”是指病毒表面的刺突。这些刺突不是静止的——为了感染细胞,它们会改变形态。耶鲁大学(Yale University)的副研究员卢茂林(Maolin Lu)直接观察了这些尖峰蛋白的形状变化,并监测了当COVID-19患者抗体附着时这些形状的变化。她的研究成果于2020年12月发表在《细胞宿主与微生物》杂志上,并将于2月25日(星期四)在生物物理学会第65届年会上发表,报告了针对SARS-CoV-2病毒刺突的COVID-19疫苗和治疗方法的发展,SARS-CoV-2病毒会导致COVID-19。
当COVID-19大流行袭来时,卢很快就将她研究HIV-1病毒的专业知识应用到SARS-CoV-2上。在大流行之前,卢研究了HIV-1刺突的哪些形状最容易受到抗体攻击。利用类似的技术,她在2020年3月转向了SARS-CoV-2。
因为刺突蛋白在SARS-CoV-2病毒的外面很突出,它们是疫苗和治疗的关键靶点。到目前为止已经被批准的疫苗被设计用来帮助身体产生抗体,识别SARS-CoV-2病毒的这一部分,阻止它进入细胞。然而,Lu说,“刺突蛋白不断改变形状,这种形状改变的特征不仅使病毒能够进入宿主细胞,还帮助病毒逃避抗体的攻击或识别。”
利用成像技术监测分子运动,Lu观察到它至少采用了四种形状。她还观察了从COVID-19中恢复过来的患者血清中的刺突蛋白是如何反应的,COVID-19含有他们身体产生的抗SARS-CoV-2病毒的抗体。她注意到,当刺突蛋白处于“开放”位置并准备粘附在细胞上时,一些抗体能够识别并附着在刺突蛋白上。其他人则倾向于附着在一个“封闭”的尖峰上,这是病毒首次进入人体时尖峰的主要位置。
“这表明抗体可以通过两种不同的方式攻击或对抗SARS-CoV-2尖峰。一种方法是直接占据尖峰的开放位置,这样病毒就无法接近或与宿主细胞联系。另一种方法是将钉子锁定在闭合位置。第二种锁定策略已被广泛用于开发COVID-19疫苗,”Lu解释道。
当涉及到开发新的疫苗或治疗方法时,他们的研究表明,当SARS-CoV-2尖峰蛋白处于闭合位置时,靶向它可能是一种特别有效的策略
Biophysical Society. "Antibodies recognize and attack different SARS-CoV-2 spike shapes." ScienceDaily. ScienceDaily, 25 February 2021. <www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225082438.htm>.
Biophysical Society. (2021, February 25). Antibodies recognize and attack different SARS-CoV-2 spike shapes. ScienceDaily. Retrieved February 25, 2021 from www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225082438.htm
Biophysical Society. "Antibodies recognize and attack different SARS-CoV-2 spike shapes." ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2021/02/210225082438.htm (accessed February 25, 2021).