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伯克利实验室的科学家引领新冠抗体的发现

2021-08-23 09:56     来源:mirage     伯克利实验室X射线同步辐射光源

在经历了一年多的焦虑和悲剧之后,拯救生命的新冠疫苗让我们再次感到乐观。但是,疫苗只是问题的一个方面--我们还需要能够在某人被感染后预防严重疾病的治疗。在过去的一年里,在开发有效的抗体疗法方面取得了重大进展,目前有三种药物通过食品和药物管理局的紧急使用授权(EUA)提供。

最新的抗体疗法Sotrovimab是由葛兰素史克公司和Vir生物技术公司开发的,此前来自全国各地的科学家在一项大型合作研究中发现了一种天然抗体(在一名新冠幸存者的血液中),具有显著的广度和疗效。

实验表明,这种名为S309的抗体能够中和所有已知的SARS-CoV-2病毒株--包括新出现的突变体,这些突变体现在可以 "逃脱 "以前的抗体疗法--以及密切相关的原始SARS-CoV病毒。

位于伯克利实验室先进光源(ALS)的分子生物学联盟的领导人Jay Nix在研究的早期阶段利用ALS的光束线和SLAC的斯坦福同步辐射光源的光束线对幸存者衍生的抗体样本进行X射线晶体学研究。他的工作,以及其他晶体学和低温电子显微镜的发现,帮助生成了这些抗体如何与SARS-CoV-2尖峰蛋白结合的详细结构图,使更广泛的团队能够选择最有希望的竞争者,并将它们推进到基于细胞培养和动物的研究。在取得令人振奋的实验室结果后,研发人员根据S309的结构设计了sotrovimab,并在临床试验中对其进行评估。

试验显示,与安慰剂相比,接受输液治疗的轻度至中度新冠感染者的住院率或死亡率降低了85%,此后,美国食品和药物管理局于5月底授予了索特罗维单抗的欧盟许可证。

但该团队并没有就此止步。

了解到新的突变可能出现,以及一种新的致病性冠状病毒可能从动物与人类的交叉事件中出现,科学家们开始了后续研究,深入探索哪些因素使抗体对病毒逃逸具有抗性,以及某些抗体如何对不同的相关病毒也具有广泛的反应性。利用生物化学和结构分析、深度突变扫描和结合实验,他们确定了一种具有无与伦比的普遍效力的抗体。

"伯克利实验室生物科学领域的成员Nix说:"这种抗体与冠状病毒穗状蛋白上一个以前未知的位点结合,似乎能中和所有已知的沙贝科病毒--导致哺乳动物呼吸道感染的冠状病毒属。"而且,由于病毒抗突变部分的独特结合位点,新病毒株很可能更难逃脱。

随后在仓鼠身上的测试表明,如果预防性地给予这种抗体,甚至可以防止新冠的感染。这项新工作发表在《自然》杂志上。

先进光源和SLAC的斯坦福同步辐射光源是能源部科学办公室的用户设施。


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