1. Author
谢晓亮，1962年出生于中国北京，生物物理化学家，美国国家科学院院士、美国国家医学院院士、美国艺术与科学院院士、中国科学院外籍院士，哈佛大学化学与化学生物系终身教授、Mallinckrodt讲席教授 ，北京大学生物动态光学成像中心主任，北京大学未来基因诊断高精尖创新中心主任 。
谢晓亮是单分子酶学的创始人、单分子生物物理化学的奠基人之一、相干拉曼散射显微成像技术和单细胞基因组学的开拓者。2012年谢晓亮在单细胞全基因组学研究有了突破性进展，开发了单细胞全基因组均匀扩增的新方法—多重退火循环扩增法（MALBAC）。2014年9月19日，世界上第一例“MALBAC婴儿”在北医三院诞生，标志着中国胚胎植入前遗传诊断技术处于世界领先水平。迄今为止，谢晓亮团队利用MALBAC技术为中国三百多个患有单基因遗传病的家庭成功避免了疾病的子代传递，为数千位孕妇避免了染色体异常胚胎的移植，减少了流产和唐氏综合征等染色体异常疾病的发生。
主要从事的科研方向有：
1. 基础研究：单分子酶学、单分子生物物理化学、基因表达和调控、表观遗传学、细胞分化和重编程机理、基因组不稳定性；
2. 技术发展：单分子成像、单细胞基因组学、相干拉曼散射显微成像、DNA 测序；
3. 医学研究：体外受精胚胎植入前遗传学筛查与诊断、早期癌症诊断。
2. Background
单细胞测序技术自从2009年首次问世，在这十几年以来持续不断地发展。传统的二代测序（RNA-seq）中细胞群体单个细胞的特异性信息往往被掩盖（比如特异表达的基因或RNA不同的剪接体）。而随着对生物结构功能的深入研究，人们越来越清楚地认识到，哪怕看似相同的细胞群，细胞之间的转录组表达水平也是存在差异的。
早期的单细胞获取方式，是通过一定的技术手段，将单个细胞分离出来，并利用SMART-Seq2或商业化的SMART-Seq4试剂独立构建测序文库，最终进行测序。捕获方式包括：有限稀释法，流式分选法，激光切割法，显微操作法。这些方法虽然各有各的优点，但各自的缺点也十分明显，比如流式分选法对于难度的计算易存在误差；流式分选法不适用于微量样本；激光切割法操作复杂；显微切割法的细胞通量低等。而它们的共同缺点，就是捕获成本高。通过微流控芯片将单个细胞捕获至油滴，就是微流控技术。这种方式的优点是细胞通量高，周期快速，成本低，细胞捕获效率高，并且商业化仪器操作简便。其核心思想是将不同的细胞赋予一段不同的barcode序列，建库时，携带相同barcode序列的核酸分子被认为来自同一个细胞，人们就可以一次性为成百上千的细胞建库并顺利区分它们。
3. Methods
1. MACS富集PBMC中 B细胞
2. CD27+记忆B细胞富集
3. 抗原结合B细胞富集
4. 单细胞5‘ rna和VDJ测序
5. 单克隆抗体的体外表达
6. ELISA定量、单克隆抗体结合亲和力测定
7. ACE2竞争测定
8. 蛋白表达纯化、冷冻电镜
9. 细胞病变效应（CPE）实验
10. 空斑减少中和实验（PRNT）
斑块减少中和试验(PRNT)采用SARS-CoV-2临床分离物。将5倍系列稀释的单克隆抗体加入到相同体积的约100 PFU的SARS-CoV2中，在37℃孵育1小时。将混合物加入到24孔板上的单层Vero细胞中，在37℃孵育1小时。37℃下孵育2天后，用1% (w/v)溶解在4% (v/v)甲醛中的结晶紫染色，观察斑块。IC50值采用GraphPad Prism 8.0 (GraphPad Software Inc.)四参数logistic回归分析确定。所有实验都在生物安全三级设施中进行。
4. Results
实验团队先是从60余名恢复期患者体内收集了血液样本，利用生物素化的RBD与S蛋白富集B细胞。进行了高通量单细胞测序。在这些血液样本（PBMC）中，中筛选出14种高强效中和抗体。其中BD-368-2作为它们中最强效的抗体对SARS-CoV-2假病毒和真病毒的IC50值分别为1.2 ng/mL (8pM)和15 ng/mL (100pM)。
紧接着，实验团队利用秦川博士实验室开发的hACE2转基因小鼠模型，完成了中和抗体的体内抗病毒实验。实验结果显示，BD-368-2抗体对SARS-CoV-2具有较强的治疗效果和预防保护作用：将BD-368-2抗体注射到受感染的小鼠体内时，病毒载量降低了约2400倍；将BD-368-2抗体注射到未受感染的小鼠体内时，它们免受病毒感染。
此外，实验团队还从结构生物学的角度借助冷冻电镜（Cryo-EM）获得了中和抗体BD-23与刺突蛋白-胞外域三聚体形成的复合物在3.8埃分辨率下的结构。结果表明这种中和抗体的表位与ACE2结合位点相重合，这就为中和抗体的中和作用提供了结构基础。此外，他们发现，基于SARS-CoV-2中和抗体的预测结构与SARS-CoV中和抗体相类似，人们可以高效筛选SARS-CoV-2中和抗体，从而大大加快了筛选过程。
这些高强效的中和抗体可用于开发治疗性干预和预防SARS-CoV-2的药物。目前，临床试验正在进行，谢晓亮团队对找到一种治愈方法有很强的信心。谢晓亮博士说道，“如果COVID-19疫情在冬季再次出现，那么利用我们发现的中和抗体开发出的药物有可能在那个时候问世。
