1. Author
Scripps研究所的Erica Ollmann Saphire致力于解决埃博拉病毒表面糖蛋白的晶体结构，上，勾勒出了致命病毒如何逃避免疫并进入细胞的模式图。研究小组的发现解释埃博拉病毒致病的原因——一层无序蛋白质和碳水化合物的“棉花糖样”涂层。这种涂层使病毒在环境中保持稳定，使其免受宿主免疫细胞的攻击。Erica Ollmann Saphire团队还设法解析了与病毒蛋白结合的抗感染抗体的结构。同时揭示了病毒的一个弱点——糖蛋白上的一个暴露位点。
2. Methods
1. 刺突蛋白突变体的构建
2. 传染与蛋白纯化
3. CoVIC抗体的表达
4. 高通量表面等离子共振实验
5. ACE-2阻断实验
6. 负染电镜
7. 假毒实验
8. 中和实验
3. Results
实验团队成立了冠状病毒免疫治疗联盟(CoVIC)，旨在标准化并分析候选抗体疗法。现在包括了来自四大洲56个不同合作伙伴的超过350个针对SARS-CoV-2刺突蛋白的单克隆抗体。专家组包括从COVID-19幸存者身上提取的抗体、噬菌体展示、naïve库、硅胶法和其他策略——每一种抗体都是使用不同的标准提取、评估和选择的。
从抗体库中挑选出了269个抗体进行RBD、NTD亲和力以及ACE2的竞争性测试。与以往利用胚系基因或结构信息对单克隆抗体进行分类的研究不同，本研究中分析的CoVIC的186个RBD抗体被 竞争性高通量表面等离子体共振(HT-SPR)分为7类。基于它们与ACE2竞争的能力又可以进一步划分为更细的类群。
为了更好的直观理解各代表性RBD抗体与Spike蛋白的结合模式，实验团队采用了负染电镜。抗体方面：选用了41个RBD抗体与一个人源ACE2-Fc融合抗体——CoVIC-069。抗原方面：①D614G突变株 ② 15中单点突变/缺失的突变株 ③ 一些备受关注的突变株（β、Δ等）④ 两种携带有多种突变位点的假毒 。
实验结果表明：① RBD1-RBD3都是一些与ACE2竞争性结合的抗体，结合是要求RBD处于“UP”的构象。 ② 因为RBD2的家族十分庞大，又可以进一步的细分。RBD2a抗体(CoVIC-252, EMD24339)与RBD的内表面结合，其结合区域与治疗性抗体REGN-10933的结合区域高度重叠。RBD2b.1抗体（CoVIC-010, EMD24343,COVA2-39）和RBD2b.2（CoVIC-140, EMD-24383,C144）结合于RBD的外表面。RBD2b.3(CoVIC-002, EMD-24345,S2E12)与RBD峰结合。RBD-3 （CoVIC-080, EMD-24346，ADI-56046）单克隆抗体从ACE2结合位点的中心向RBD“台面”方向结合。③RBD1更倾向于结合RBD完整的3个单体，RBD2只结合单个单体。
另一方面，在单点突变的实验中发现：①RBD-2a受K417N突变的影响，但很少受E484K突变的响;RBD-2b受E484K突变的影响，但很少受K417N突变的影响。②RBD-2a对B.1.429 (Epsilon)和B.1.617.2 (Delta)中发现的L452R突变具有抗性，而部分RBD2b抗体对该突变敏感。③RBD-3受N501T/Y和E484K突变的影响。
而对于携带多个突变为假毒实验中，几乎所有的RBD1与RBD2的中和活性都有一定程度的降低。对于B.1.351和P.1来说，所有RBD-1和RBD-2抗体都完全失去了中和活性。相比之下，大多数RBD-1和RBD-2抗体对B.1.1.7 (Alpha)、B.1.429 (Epsilon)和B.1.617.2 (Delta)变异保持中和活性。值得一提的是，V367F突变能够被一些RBD-2单克隆抗体中和，甚至某些情况下，这种突变可以抵消由其他单点突变带来的的效力下降。
RBD-4和RBD-5结合到RBD的外表面，等同于之前定义的2类和3类抗体，可以结合“up”或“down” RBD构象而没有空间位阻。RBD-4（CoVIC094, EMD-24350;C002）与RBM的外边缘结合，进而阻断ACE2。而RBD-5（CoVIC-134, EMD-24384;REGN10987）远离RBM 并于S309的位点相似 ，RBD-5阻断ACE2的能力较差。值得注意的是，只有那些表现出尖峰交叉连接的IGg具有的中和活性。大多数RBD-4抗体受E484K/ L452R突变的影响，一些受N439K突变的影响。然而，RBD-5抗体对几乎所有突变都表现出广泛的抗性。
RBD-6和RBD-7结合到RBD的内表面，等同于之前的4类抗体。RBD-6和RBD-7中具有代表性的IGg都比RBM定向抗体表现出更强的交联尖峰三聚体倾向。RBD-6和RBD-7在与RBD-2a抗体的竞争实验中表明：RBD-7抗体相对于RBD-6抗体在RBD内表面向下移动，允许RBD-2a抗体与RBD-7抗体同时结合，而不是RBD6抗体。所有RBD-6和RBD-7a抗体都能阻断ACE2，但RBD-7b（CR3022）和RBD-7c（CoVIC-021）的抗体不能阻断ACE2。同时RBD-6和RBD-7对所有的变异株都可以很好的抵抗。
同样的可以NTD抗体分成3类。NTD-1家族的两个抗体可以很好的从上部结合NTD并覆盖N端与Y144。NTD-2家族从NTD的正面进入，接触Y144以及H69、V70、W152和G261残基。这些残基在出现的变体中都被删除或取代。NTD-3家族从NTD左侧结合，靠近邻近单体的RBD，并与残留W152接触。值得一提的是NTD-3单抗是一种新的抗NTD抗体的表位和结合位置。与RBD抗体不同，NTD的抗体在“被逃逸”方面更加敏感，不光是结合位置的突变，其他影响构象的突变同样会使其丧失中和活性。
4. Discussion
作者：Kathryn M. Hastie
通讯作者：Erica Ollmann Saphire
单位：Center for Infectious Disease and Vaccine Research, La JollaInstitute for Immunology, 9420 Athena Circle, La Jolla, CA 92037, USA.
年份：2021.9.23
期刊：Science
科学问题： 绘制SARS-CoV-2刺突蛋白的表位图，探究各表位代表性抗体在VOC中的结合活性。
结论：RBD-1到RBD-4的抗体以及针对NTD的抗体通常比类别的抗体更有效。RBD-1和NTD-1联用可以很好的避免RBD突变带来的抗体逃逸，但对B.1.351 (Beta)和P.1 (Gamma)无效。RBD-5、RBD-6和RBD-7抗体靶向的表位在β冠状病毒的沙贝病毒亚属中具有高度的序列保守性。
