新冠病毒从未停止突变和传播,新的突变株层出不穷,并相继呈现流行优势。尤其以BA.2.86,JN.1为代表的进化分支,其刺突蛋白(spike,S)携带大量氨基酸突变,亟需探究其生物学意义。
2024年7月15日,中国科学院微生物研究所高福院士团队在Structure上在线发表了题为“Spike structures,receptor binding and immune escape of recently-circulating SARS-CoV-2 Omicron BA.2.86,JN.1,EG.5,EG.5.1 and HV.1 sub-variants”的封面文章,报道了相关流行株的S蛋白自身及其与人类受体(hACE2)的复合物结构,并通过冷冻电子显微镜、表面等离子共振、假病毒实验等,阐释了上述毒株在受体结合及免疫逃逸方面的特性。
高福院士团队发表的封面文章
研究发现,从BA.2进化而来的两个分支,一个以BA.2.86、JN.1等毒株为代表;另一个则以XBB、EG.5、HV.1等毒株为代表。前者无论是否结合hACE2,其受体结合域(RBD)都更容易呈现出全部“开放”的状态。
相较于BA.2毒株,BA.2.86的RBD有多达15个氨基酸残基的突变,其中有9个带电性改变,所以对于BA.2.86及其子代亚型(如JN.1,KP.3等),它们RBD表面电荷的变化是进一步免疫逃逸的主要因素。BA.2.86分支毒株另一个特点是S蛋白上354位新的N-糖基化位点影响了抗体的结合,例如:单克隆抗体S309。
复合物结构分析表明,BA.2.86 RBD中R493Q的回复突变利于受体结合,而JN.1 RBD中L455S的突变使亲和力回到了十几纳摩。该研究表明,新冠突变株在进化过程中,免疫逃逸逐步增强,而受体结合能力上下波动,并保持在适中的范围——两位数纳摩(图1)。该研究提示我们,新冠病毒的突变演化仍未停止,应该持续关注主要流行株,解析和评估各亚型的特性,为科学防疫、临床治疗和环境监测提供理论参考。
总结
最近出现的BA.2.86、JN.1、EG.5、EG.5.1和HV.1变体具有生长优势。在这项研究中,该团队成员探索了Omicron BA.2.86,JN.1,EG.5,EG.5.1和HV.1亚变体的受体结合和免疫逃避的结构基础。
该研究发现表明,BA.2.86表现出强烈的受体结合,而其JN.1亚谱系显示对人ACE2 (hACE2) 的结合亲和力降低。通过复杂的结构分析,该团队成员观察到BA.2.86受体结合结构域 (RBD) 中R493Q的逆转在受体结合中起促进作用,而JN.1 RBD中的L455S取代可恢复最佳亲和力。
此外,与ba.2.86rbd复合的单克隆抗体 (mAb) S309的结构突出了K356T突变的重要性,该突变带来了新的N-糖基化基序,改变了属于S309代表的RBD-5的mAb的结合模式。这些发现强调了密切监测BA.2.86及其子系的重要性,以防止另一波SARS-CoV-2感染。
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https://doi.org/10.1016/j.str.2024.06.012