新型冠状病毒的小常识_新型冠状病毒的疫苗就要来了吗？

新冠病毒S蛋白RBD和ACE2蛋白复合物的冷冻电镜结构(来源:西湖大学)

牟清选编

自新冠病毒感染暴发以来，全国一直密切关注疫情的最新发展。虽然没有治疗新的冠状肺炎的特定药物，但三种药物，磷酸氯喹、瑞西韦和法比拉韦，已被临床证明具有治疗效果。随着疫情逐渐得到控制，一些人担心新的冠状病毒，如流感病毒，将导致与人类长期相伴的季节性疾病。有效的疫苗或抗体因此成为关注的焦点。那么，疫苗什么时候可以得到？目前已知的冠状病毒编码的结构蛋白主要包括包装病毒核糖核酸核衣壳蛋白、纤连蛋白、跨膜蛋白和小膜蛋白β冠状病毒还表达另外一种结构蛋白——血凝素酯酶(he)，新冠状病毒和非典都属于β冠状病毒。

冠状病毒结构(来源:scientificanimations.com)尽管COVID-19与SARS并不完全相同，但病毒入侵模式及其对人体的危害有许多相似之处穗已被证明是冠状病毒打开人类细胞的“钥匙”。史教授的团队先前已经证明进入细胞的COVID-19的受体是人血管紧张素转换酶2(ACE2)，类似于SARS如果能分析出S蛋白结合血管紧张素转换酶2的机制，有效药物的筛选和疫苗的研发将事半功倍。最近，中国和美国的科学家利用冷冻电子显微镜和x光衍生技术取得了重大突破。新冠状病毒s蛋白的三维结构256年2月19日，来自奥斯汀德克萨斯大学的一份研究报告发表在《自然》杂志上。根据中国研究人员提供的病毒基因组序列，杰森·麦克勒朗教授和美国国家卫生研究院的研究人员利用冷冻电子显微镜技术分析了新型冠状病毒表面s蛋白的三维结构，成像分辨率为0.35纳米。

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新冠状病毒S蛋白的3D结构(来源:utexas.edu)< BR >

研究人员对新冠状病毒S蛋白进行了3D结构重组，发现其受体结合结构域(RBD)会上下移动。向上，S蛋白可以通过RBD与细胞表面的受体结合。当它下降时，与受体结合的部分将被隐藏。这种铰接的构象运动可以通过隐藏或暴露受体结合的关键位点来接近宿主细胞受体，并且在SARA、MERS和其他冠状病毒S蛋白中具有相似的特征尽管COVID-19与SARS的s蛋白有许多相似之处，但通过动力学分析发现新冠状病毒的s蛋白与ACE2的亲和力是SARS病毒的10-20倍。这似乎解释了为什么新冠状病毒感染的数量远远高于非典。麦克勒朗教授表示，具体机制仍需进一步验证。研究人员还筛选了几种已知的能与非典病毒S蛋白结合的单克隆抗体，并发现没有一种抗体能显著地与新的冠状病毒结合，因为两者的抗体结合区只是氨基酸不同。

部分2

S蛋白和ACE2

配合物的晶体结构。最近，清华大学王新泉和张实验室、西湖大学周强实验室和中国科学院微生物研究所齐建勋研究小组分别成功地分析了新冠状病毒ACE2和S蛋白的复杂结构。研究结果首先被上传到bioRxiv预印平台。研究人员及时向同行公布了研究结果，这有利于新冠状病毒感染的全球治疗，也表明了研究的开放性。这三个团队的研究结果非常重要，它们的结果相辅相成。以下主要介绍周强团队在西湖大学的研究情况。

ACE2-B0AT1复合物的冷冻电镜密度图(来源:西湖大学)周强的团队首次揭示了ACE2全长蛋白的结构。血管紧张素转换酶2作为一种膜蛋白很难在体外稳定获得。研究人员在ACE2和肠道氨基酸转运蛋白B0AT1之间形成了稳定的复合物，并成功分析了其三维结构。胞外结构域的分辨率达到0.27nm，这对病毒的鉴定非常重要。通过分析ACE2的全长蛋白质结构，他们发现ACE2以二聚体的形式存在，具有开放和闭合两种构象变化。这两种构象可以与新冠状病毒的S蛋白相互识别，从而允许病毒进入细胞。周强的团队进一步分析了ACE2全长蛋白和新冠状病毒S蛋白RBD的复杂结构。受体分辨率为0.29纳米，S蛋白RBD部分的分辨率为0.35纳米。对复合体结构的分析发现，新冠状病毒的S蛋白像一座桥一样横跨在ACE2表面，这与非典病毒非常相似。通过结构预测，在ACE2和s蛋白之间存在潜在的聚集，这对于病毒颗粒的膜内陷和内吞可能是重要的。病毒颗粒可以进入细胞并开始复制

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左:RBD和ACE2相互作用图；右图:冷冻电子显微镜下RBD-ACE2-B0AT1复合材料的密度图。RBD和ACE2之间的接口在框架中。(资料来源:西湖大学)

部分。3

疫苗有待开发？

通过科学家的努力，成功地分析了S蛋白和ACE2的复杂结构。这是否意味着一种特定的药物或疫苗即将出现？周强教授说:“复杂结构的分析是基础研究领域的一个突破，与抗疫药物的研发没有必然联系。”然而，成功的结构分析确实为下一步药物和疫苗的研发提供了重要的参考价值。

最近，一个又一个关于开发新冠状病毒疫苗的消息出现了。莫德纳说，它已经成功开发出了基因疫苗，并已将第一批疫苗送到国家卫生研究院进行安全临床试验。将浙江省重组蛋白疫苗注射到第一批实验小鼠体内后，200只小鼠均产生抗体，并通过亲和试验和中和试验。初步药效学研究完成后，重组蛋白疫苗将进入中试阶段。天津大学的黄金海教授的团队已经成功地开发了一种以口服酿酒酵母为载体的新型冠状病毒疫苗。

这些结果主要是用S蛋白作为抗原来设计疫苗，这听起来很令人兴奋，但疫苗离应用不远吗？疫苗从开发到上市是一个严格而漫长的过程。目前，它们只是成功开发，离市场还很远。还需要动物毒理学测试和其他评估程序。目前，市场上还没有单一的基因疫苗，许多疫苗在临床实践中还远远没有初步的检测结果。

新皇冠病毒是一种全新的病毒，人类对此知之甚少。即使这种疫苗成功上市，也可能赶不上这种新的冠状肺炎的预防，患者只能依靠短期的临床对症治疗。然而，疫苗的研究和开发仍然是非常重要的，因为新的冠状病毒很可能在未来的某个时候在流行后卷土重来。

参考文献:

赵琪，饶何姿，冠状病毒蛋白结构基因组研究进展< br>

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