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今年早些時(shí)候SARS-CoV-2的Omicron變種迅速在全世界蔓延，來(lái)自Gladstone研究所、加州大學(xué)伯克利分校和創(chuàng)新基因組學(xué)研究所的研究人員利用病毒樣顆粒來(lái)確定該病毒的哪些元素負(fù)責(zé)其高度的感染性和傳播。此外，他們還證明，盡管針對(duì)早期病毒變種產(chǎn)生的抗體對(duì)Omicron的有效性大大降低，但那些最近打過(guò)加強(qiáng)針的人擁有更高水平的有效抗體。這項(xiàng)研究最近發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

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(資料圖片)

"病毒樣顆粒系統(tǒng)讓我們快速查詢新的變種，并深入了解它們?cè)诩?xì)胞培養(yǎng)中的感染性是否發(fā)生變化，"格拉德斯通病毒學(xué)研究所所長(zhǎng)、這項(xiàng)新研究的資深作者M(jìn)elanie Ott博士說(shuō)。"就Omicron而言，它使我們能夠更好地掌握，在分子水平上，這個(gè)變種與其他變種有什么不同。"

"這種方法對(duì)于快速研究先前的抗體和疫苗對(duì)一個(gè)新出現(xiàn)的病毒株的有效性是非常有用的，"該研究的另一位高級(jí)作者珍妮弗-杜德納博士指出，他是格拉德斯通公司的高級(jí)調(diào)查員，加州大學(xué)伯克利分校的教授，創(chuàng)新基因組學(xué)研究所的創(chuàng)始人，以及霍華德-休斯醫(yī)學(xué)研究所的調(diào)查員。

包括阿卜杜拉-賽義德（左）和艾莉森-西林（右）在內(nèi)的一個(gè)研究小組利用類病毒顆粒來(lái)確定SARS-CoV-2病毒的哪些部分是其感染性和傳播性增加的原因。資料來(lái)源：邁克爾-肖特/格拉斯通研究所

類似病毒的樣顆粒加速了Omicron的研究

流行病學(xué)證據(jù)表明，2021年11月在南非首次發(fā)現(xiàn)的SARS-CoV-2的Omicron變種，比該病毒的原始毒株傳播得更快。與其他變種相比，它還導(dǎo)致了更多的突破性感染，例如在以前感染過(guò)或完全接種過(guò)COVID-19疫苗的人身上。

為了研究SARS-CoV-2病毒，Ott和Doudna的研究團(tuán)隊(duì)在2021年的最初幾個(gè)月創(chuàng)造了病毒樣顆粒。這些顆粒是由病毒顆粒的結(jié)構(gòu)的膜、包膜、核苷酸和穗狀蛋白組成的。然而，由于類病毒顆粒沒(méi)有病毒的基因組，它們不能感染人類，處理起來(lái)比活體病毒的危險(xiǎn)性要小。此外，研究人員創(chuàng)造新的類病毒顆粒的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)他們培育新的活病毒變種來(lái)進(jìn)行分析。

研究人員先前展示了相應(yīng)的完整活病毒的感染性是如何與類病毒顆粒的組裝效果相關(guān)的。例如，根據(jù)細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，如果攜帶某種突變的類病毒顆粒在產(chǎn)生病毒顆粒方面更有效，那么具有相同突變的活病毒副本也更具感染性。

最近，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了病毒樣顆粒，以捕捉新出現(xiàn)的SARS-CoV-2的Omicron變種中不同突變的影響。

他們發(fā)現(xiàn)，尖峰蛋白的Omicron突變使病毒樣顆粒的感染性比帶有祖代尖峰蛋白的顆粒高一倍。而攜帶Omicron突變的核衣殼蛋白的病毒樣顆粒的感染性是祖先SARS-CoV-2的30倍。

Ott說(shuō)："人們一直在關(guān)注尖峰蛋白，但我們?cè)谖覀兊南到y(tǒng)中看到，對(duì)于Delta和Omicron來(lái)說(shuō)，核衣殼在加強(qiáng)這種病毒的傳播方面確實(shí)更重要。我認(rèn)為，如果我們想產(chǎn)生更好的疫苗或研究阻斷COVID-19的傳播，我們可能想考慮尖峰蛋白以外的目標(biāo)。"

當(dāng)研究小組制造出攜帶Omicron突變的膜或包膜蛋白的病毒樣顆粒時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)這些顆粒并不比祖先的病毒樣顆粒更具感染性；事實(shí)上，它們的感染性只有其他一些變種的一半左右。

"Omicron有很多突變，我們的發(fā)現(xiàn)告訴我們，其中一些突變實(shí)際上對(duì)病毒是有害的，"該研究的第一作者、格拉德斯通的Doudna實(shí)驗(yàn)室的博士后Abdullah Syed說(shuō)。"但這也意味著，如果這些剎車被解除，Omicron有可能進(jìn)化得更具感染性。"

Omicron如何躲避抗體

研究人員還測(cè)試了抗體中和SARS-CoV-2型顆粒的能力，他們與Curative的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)合作，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)在美國(guó)各地進(jìn)行超過(guò)200萬(wàn)次的疫苗接種建立了一個(gè)全面的血清生物庫(kù)。

該團(tuán)隊(duì)使用了38名接種過(guò)COVID-19疫苗或未接種但已從病毒中恢復(fù)的人的血清，以及8名在過(guò)去3周內(nèi)接種過(guò)加強(qiáng)型疫苗的人的血清。然后，研究人員將他們制造的病毒樣顆粒暴露在這些血清樣本中，以測(cè)試他們中和這些顆粒的能力。

在過(guò)去4至6周內(nèi)接種過(guò)輝瑞/BioNTech或Moderna疫苗的人的血清對(duì)祖先SARS-CoV-2的病毒樣顆粒顯示出很高的中和水平，但對(duì)Delta變種的顆粒的中和水平低3倍，對(duì)Omicron病毒樣顆粒的中和水平低約15倍。接種強(qiáng)生公司疫苗的人或從COVID-19中康復(fù)的人對(duì)祖先病毒樣顆粒的中和水平較低，而對(duì)Delta和Omicron變種的中和水平則沒(méi)有什么明顯的區(qū)別。

此外，研究人員表明，在接受第三劑輝瑞/BioNTech疫苗后的2至3周內(nèi)，研究中所有8個(gè)被增強(qiáng)的人都有可檢測(cè)的抗體水平，能夠中和所有SARS-CoV-2變種，包括Omicron。然而，針對(duì)Omicron的抗體水平仍然比針對(duì)祖先病毒的抗體低8倍。

Ott說(shuō)："我們的研究結(jié)果支持這樣的觀點(diǎn)，即Omicron比以前的SARS-CoV-2病毒株更有能力逃避我們的疫苗誘導(dǎo)的免疫力。它還強(qiáng)調(diào)了mRNA疫苗的加強(qiáng)針?biāo)坪跆峁┝四撤N程度的額外保護(hù)，甚至對(duì)Omicron也是如此。"

此外，當(dāng)研究小組測(cè)試單克隆抗體casirivimab和imdevimab（商業(yè)上稱為REGEN-Cov）時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)這些藥物對(duì)SARS-CoV-2的祖代和Delta變種顯示出高水平的中和作用，但對(duì)Omicron樣顆粒完全沒(méi)有檢測(cè)到中和作用。

Syed說(shuō)："我們當(dāng)然沒(méi)有達(dá)到完全理解這種變種的程度，但是我們的數(shù)據(jù)增加了越來(lái)越多的證據(jù)，即它似乎非常善于感染，而且非常善于逃避抗體。"

關(guān)鍵詞： 研究人員解釋為什么Omicron比其他COVID-19變