靶向SARS-CoV-2刺突蛋白的感染性增强抗体的位点

本文为读后感，原文见文后，读后感作者：李智剑

刺突蛋白是 SARS-CoV-2 的主要包膜蛋白，由 S1 和 S2 亚基组成。 S1 亚基进一步分为N端结构域 (NTD) 和受体结合域 (RBD)。 RBD与宿主细胞受体 ACE2 之间的相互作用是 SARS-CoV-2 感染宿主细胞的原因。患者体内产生的针对刺突蛋白的抗体在宿主防御 SARS-CoV-2 感染中起着关键作用。然而，抗体并不总是具有保护作用。有文献报道在Feline infectious peritonitis coronavirus (FIPV)的感染中，会随着刺突蛋白或者FIPV感染的血清抗体的接种，出现病情加剧的现象，提示可能存在增强冠状病毒感染的抗体存在。

作者首先构建了NTD、RBD和S2三个在HEK293T细胞中表达的构建，用之前文献中报道的新冠患者体内产生的74种抗刺突蛋白的单克隆抗体来筛选，通过计算平均荧光强度，分别评价它们与刺突蛋白不同亚基之间的结合力。结果发现6个抗NTD抗体增强了ACE2 与刺突蛋白的结合，且和抗体浓度呈剂量依赖。这些抗体在抗RBD的中和抗体C144存在的条件下也可以增强ACE2 与刺突蛋白的结合，但结合能力随着C144浓度的增加而降低。

作者之后用假病毒感染实验和活病毒感染实验证明，筛选得到的增强抗体可促进 SARS-CoV-2 的感染性，且呈现剂量依赖形式，也与病毒数量无关。根据竞争结合实验，作者发现6个增强抗体与刺突蛋白的结合存在相互竞争，推测它们都识别相近的表位。为了确定结合中的关键氨基酸位点，作者对NTD上可能的氨基酸位点进行了突变，之后发现5个氨基酸位点的突变会造成无法结合增强抗体，说明这些位点参与了抗体结合NTD。

上述关键位点集中在NTD表面的一个很窄的区域，验证了增强抗体的结合存在相互竞争。Docking预测抗体以相似的方式与NTD的结合，之后冷冻电镜结构的解析也证明了这一点。增强抗体的结合使RBD处于开放状态，从而增强其结合ACE2的能力，且二价的双链抗体是必须的。从此，作者提出了一个与二价的增强抗体结合的刺突蛋白模型。

作者还在重症患者中检测到高水平的增强抗体。此外，尽管频率较低，作者还在未感染人群中鉴定到了增强抗体。这些发现表明，在 SARS-CoV-2 感染期间，不仅会产生中和抗体，还会产生增强抗体。

原文链接：

An infectivity-enhancing site on the SARS-CoV-2 spike protein targeted by antibodies. Cell. 2021 May 24. doi: 10.1016/j.cell.2021.05.032.

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)00662-0