适应性增强的 SARS-CoV-2 Omicron 正在全球范围内迅速传播。但是其潜在的致病机制，不是很清楚。
2022年1月24日，中国科学院生物物理研究所王祥喜，北京大学曹云龙，谢晓亮等团队合作在Cell 在线发表题为“Structural and functional characterizations of infectivity and immune evasion of SARS-CoV-2 Omicron”的研究论文，该研究对来自 Omicron 的 Spike (S) 的冷冻 EM 结构的分析揭示了氨基酸取代形成的相互作用，从而稳定地保持受体识别的活性构象。相对更紧凑的结构域组织提高了稳定性并增强了附着，但损害了病毒融合步骤的效率。
局部构象、电荷和疏水性微环境的改变支撑了表位的调节，使得它们不被大多数 NTD 和 RBD 抗体识别，从而促进病毒免疫逃逸。与人类 ACE2 结合的 Omicron S 的结构，以及 25 个 sarbecovirus 成员的 ACE2 结合区域的序列保守性分析以及免疫原性位点的热图及其相应的突变频率，揭示了可以使用的保守和结构受限区域用于开发广谱疫苗和治疗方法。
另外，2021年12月23日，北京大学谢晓亮，曹云龙，肖俊宇，中国食品药品检定研究院王佑春及中国科学院生物物理研究所王祥喜共同通讯在Nature 在线发表题为“Omicron escapes the majority of existing SARS-CoV-2 neutralizing antibodies”的研究论文，该研究使用高通量酵母展示筛选来确定 247 个人类抗 RBD NAb 的 RBD 逃逸突变谱，并表明 NAb 可以无监督地聚集成六个表位组 (AF)。引人注目的是，Omicron 的各种单突变可能会损害不同表位组的 NAb。具体而言，A-D 组中的 NAb，其表位与 ACE2 结合基序重叠，在很大程度上被 K417N、G446S、E484A 和 Q493R 逃脱。E 组（S309 位点）和 F（CR3022 位点）NAb 通常表现出广泛的 sarbecovirus 中和活性，受 Omicron 的影响较小，但仍有一部分 NAb 被 G339D、N440K 和 S371L 逃逸。此外，Omicron 假病毒中和表明，由于其表位上的多个协同突变，耐受 NAb 的单个突变也可以逃逸。总的来说，超过 85% 的测试 NAb 被 Omicron 逃逸。对于 NAb 药物，Omicron 大大降低了 LY-CoV016/LY-CoV555、REGN10933/REGN10987、AZD1061/AZD8895 和 BRII-196 的中和效力，而 VIR-7831 和 DXP-604 的中和效力仍然降低。总之，数据表明 Omicron 会导致显著的体液免疫逃避，而针对 sarbecovirus 保守区域的 NAb 仍然最有效。该研究结果为开发针对 Omicron 和未来变体的 NAb 药物和疫苗提供了指导。
另外，2021年12月3日，北京大学谢晓亮，曹云龙，首都医科大学金荣华及复旦大学余宏杰共同通讯在Cell Research 在线发表题为“Humoral immunogenicity and reactogenicity of CoronaVac or ZF2001 booster after two doses of inactivated vaccine”的研究论文，该研究为了评估异源第三剂 ZF2001 或同源第三剂 CoronaVac 对疫苗诱导的 VOC 抗体的影响，在北京地坛医院的医疗保健专业人员中进行了一项单中心、开放标签、随机对照临床试验，参与的试验人员在 4-8 个月前以 28 天的间隔接受了两剂 CoronaVac。符合条件的参与者被随机分配接受一剂 CoronaVac 或 ZF2001 疫苗或不进行干预 (1:2:1)。该研究发现CoronaVac 或 ZF2001 疫苗的第三剂迅速诱导了体液免疫原性；ZF2001 诱导的体液免疫反应高于 CoronaVac。所有组中的 GMT 针对原型菌株都高于针对 Gamma、Beta 和 Delta 变体。针对四种 SARS-CoV-2 毒株的体液免疫反应的差异不因年龄组（40 岁以上或 40 岁以下）而异。无论第二剂和第三剂之间的间隔是 4-5 个月还是 6-8 个月，疫苗类型的抗体水平增加没有差异。 重要的是，这两种三剂量方案的耐受性良好。最常见的不良反应是局部注射部位反应，所有不良反应均为 1 级。值得注意的是，该研究的参与者是年轻人，因此该结果不一定扩展到不同的风险群体，例如免疫抑制个体或老年人群。需要在更大样本量的多中心研究中评估这些高危人群的加强剂量有效性（点击阅读）。
2021年8月25日，北京大学肖俊宇，谢晓亮及曹云龙共同通讯在Cell Research 在线发表题为“Structures of SARS-CoV-2 B.1.351 neutralizing antibodies provide insights into cocktail design against concerning variants”的研究论文，该研究使用冷冻电镜表征了八种 SARS-CoV-2 B.1.351 中和抗体。结构分析表明，其中五个直接拮抗 ACE2 的结合，而其他三个的中和机制不依赖于 ACE2 阻断。连同之前描述的 BD-515 和 BD-623，收集了十种中和抗体，这些抗体可能用作 SARS-CoV-2 B.1.351 的预防剂和治疗剂。许多这些抗体具有不重叠的表位，并且可以根据它们的结构信息设计多种组合策略。特别是 BD-812 和 BD-836 对 B.1.617.1 和 B.1.617.2 变体仍然完全有效，因此 BD-812/BD-836 对可以作为抗 SARS -CoV-2 VOC 的理想抗体混合物（点击阅读）。
2021年5月21日，北京大学，首都医科大学及中国食品药品监督管理局等多单位合作，谢晓亮，曹云龙，秦成峰，王佑春，冯英梅及肖俊宇共同通讯在Cell Research 在线发表题为“Humoral immune response to circulating SARS-CoV-2 variants elicited by inactivated and RBD-subunit vaccines”的研究论文，该研究报告了对循环SARS-CoV-2变体（例如501Y.V2（B.1.351））的血浆和由CoronaVac（灭活疫苗），ZF2001（RBD亚单位疫苗）和自然感染引起的中和抗体（NAb）的体液免疫反应。结果表明，通过第三次剂量加强接种RBD疫苗对于在必要时对抗SARS-CoV-2变体可能是理想的选择，尤其是对于那些携带突变破坏NTD超级位点的突变者（点击阅读）。
2021年1月22日，北京大学谢晓亮团队与Karl Deisseroth（张锋导师）团队合作在Cell 在线发表题为“Changes in genome architecture and transcriptional dynamics progress independently of sensory experience during post-natal brain development”的研究论文，该研究通过对数字转录组学（MALBAC-DT）和二倍体染色质使用高分辨率的基于多重退火和循环的扩增循环，生成了发育中的小鼠皮质和海马体的转录组（3,517个细胞）和3D基因组（3,646个细胞）。在成年人中，3D基因组“结构类型”描绘了所有主要细胞类型，染色质A / B区室与基因表达之间具有高度相关性。在发育过程中，转录组和3D基因组均在出生后的第一个月被广泛转化。在神经元中，3D基因组跨尺度重新连接，与基因表达模块相关，并且与感觉体验无关。最后，该研究检查了印迹基因的等位基因特异性结构，揭示了局部和染色体（chr）范围的差异。这些发现揭示了神经发育的未知维度（点击阅读）。
2020年9月14日，北京大学，协和医学院等多单位合作，秦川，谢晓亮，肖俊宇及苏晓东共同通讯在Cell 在线发表题为“Structurally resolved SARS-CoV-2 antibody shows high efficacy in severely infected hamsters and provides a potent cocktail pairing strategy”的研究论文，该研究报告了BD-368-2 /三聚体突突复合物的3.5-Å冷冻EM结构，揭示了BD-368-2通过同时占据所有三个受体结合域（RBD）来完全阻断ACE2识别，无论它们“向上”或“向下”构象。而且，与表现出严重的间质性肺炎的安慰剂仓鼠相反，BD-368-2以低剂量和各种给药窗口来治疗感染的成年仓鼠。此外，BD-368-2的表位完全避免了VH3-53 / VH3-66复发性NAb的共同结合位点。将BD-368-2与有效的复发性NAb配对可在pM水平中和SARS-CoV-2假病毒，并挽救突变诱导的中和逃逸。在一起，该研究结果合理化了一种新的RBD表位，该表位具有很高的中和效力，并证明了BD-368-2在治疗COVID-19中的治疗潜力（点击阅读）。
2020年5月17日，北京大学，首都医科大学，军事医学科学院及协和医学院联手合作，谢晓亮，秦成峰，秦川及金荣华共同通讯在Cell 在线发表题为“Potent neutralizing antibodies against SARS-CoV-2 identified by high-throughput single-cell sequencing of convalescent patients’ B cells”的研究论文，该研究报告了通过高通量单细胞RNA和来自60名康复期患者的抗原富集B细胞的VDJ测序对SARS-CoV-2中和抗体的快速鉴定。总之，该研究表明可以通过高通量单B细胞测序有效地发现人中和抗体，以应对大流行性传染病（点击阅读）。
世界各国正在开展 COVID-19 疫苗接种浪潮，世界上 47.4% 的人口至少接种了一剂 COVID-19 疫苗。尽管疫苗接种塑造了 COVID-19 流行曲线、抗体水平下降和相对较短的已观察到当前 COVID-19 疫苗提供的持续时间保护，特别是针对 SARS-CoV-2 关注变种 (VOC) 和老年人。近 50 个国家/地区已启动加强剂量计划，初步评估表明，额外的剂量减少了突破性感染和有症状病例的数量。
世界卫生组织现在建议，对于科兴和国药灭活疫苗，免疫规划应为 60 岁及以上的人群提供额外的（第三剂）同源疫苗，作为扩展的主要系列，并且也可以根据疫苗供应和获取情况，考虑用于额外剂量的异源疫苗。异源初免-加强研究的中期结果表明，用异源疫苗加强可以显著提高中和抗体的滴度和更好的细胞免疫，为有计划地考虑替代同源加强疫苗提供证据。
先前的研究表明，与灭活疫苗和自然感染相比，ZF2001 是一种 RBD 亚单位疫苗，可以诱导体液免疫，对当前 VOC 表现出更好的耐受性，表明 ZF2001 是异源加强剂的理想候选者。为了评估异源第三剂 ZF2001 或同源第三剂 CoronaVac 对疫苗诱导的 VOC 抗体的影响，该研究在北京地坛医院的医疗保健专业人员中进行了一项单中心、开放标签、随机对照临床试验，参与的试验人员在 4-8 个月前以 28 天的间隔接受了两剂 CoronaVac。符合条件的参与者被随机分配接受一剂 CoronaVac 或 ZF2001 疫苗或不进行干预 (1:2:1)。
参与者对 SARS-CoV-2 原型和变体的体液免疫反应（图源自Cell Research ）
具体而言，164 名参与者被纳入并随机分配接受 CoronaVac（n = 41）、ZF2001（n = 81）或不接种疫苗（n = 42）。163 名参与者被纳入免疫原性分析（CoronaVac 41、ZF2001 81、对照 41），122 名参与者被纳入安全性分析（CoronaVac 41、ZF2001 81）。三组的平均年龄分别为38.1（标准差（SD） = 10.90）、40.7（SD = 8.70）、37.1（SD = 8.05）岁。各组之间的基线特征相似。该研究在第 0 天和第 14 天评估了针对真实原型 SARS-CoV-2 和 Beta、Gamma 和 Delta 变体的 SARS-CoV-2 抗刺突 IgG 抗体水平和几何平均滴度 (GMT)。
在使用 CoronaVac 初次免疫后 4-8 个月，针对三种变体的中和抗体水平接近检测下限。CoronaVac 或 ZF2001 疫苗的第三剂迅速诱导了体液免疫原性；ZF2001 诱导的体液免疫反应高于 CoronaVac。所有组中的 GMT 针对原型菌株都高于针对 Gamma、Beta 和 Delta 变体。
在 CoronaVac 组中，通过成对比较评估的 GMT 与原型相比从 34 增加到 794（23.3 倍），与 Beta 相比从 7 增加到 123（18.6 倍），与 Gamma 相比从 7 增加到 162（23.8 倍），以及Delta 从 5 增加到 86（18.4 倍）。在 ZF2001 组中，GMT 从 39 增加到 1306（33.9 倍），Beta 从 7 增加到 301a（44.5 倍），Gamma从 8 到 274（32.7 倍），Delta从 5 到 205（39.1 倍）。至于对照组，在 14 天的随访期间，中和效价对所有四种 SARS-CoV-2 病毒株均未显示出显著变化。
ZF2001 RBD 亚单位疫苗可诱导和富集 RBD 导向的中和抗体，这些抗体由于 RBD 结合的不同模式而对 SARS-CoV-2 突变更具抵抗力。事实上，ZF2001 和 CoronaVac 加强剂量之间的 GMT 倍数变化差异针对 Delta 和 Beta 菌株高于原型和 Gamma 菌株。此外，用 ZF2001 增强的参与者的 SARS-CoV-2 抗刺突 IgG 抗体滴度显著高于用 CoronaVac 增强的参与者。总之，该研究证明了 ZF2001 第三次剂量增强在针对 SARS-CoV-2 变体的体液免疫方面应该更有效，尤其是那些携带 NTD 抗原超位点突变的变体，例如 Delta 菌株。
此外，该研究在干预组中进行了亚组分析。在施用 CoronaVac 加强剂后 14 天，按性别对四种病毒株的体液反应没有差异，但有趣的是，在 ZF2001 后 14 天，女性接受者的反应更大。针对四种 SARS-CoV-2 毒株的体液免疫反应的差异不因年龄组（40 岁以上或 40 岁以下）而异。无论第二剂和第三剂之间的间隔是 4-5 个月还是 6-8 个月，疫苗类型的抗体水平增加没有差异。
重要的是，这两种三剂量方案的耐受性良好。最常见的不良反应是局部注射部位反应，所有不良反应均为 1 级。第三次给药后 14 天内的不良反应总体发生率在 CoronaVac 组中为 39.0%（41 名参与者中的 16 名）和在 ZF2001 组中23.5%（19 81) ；大多数发生在疫苗注射后 24 h 内。不同疫苗类型的任何不良反应没有显著差异。异源ZF2001加强剂组的不良事件比例与ZF2001二期临床试验结果相似（40/148，27.0%，P = 0.67），表明ZF2001加强剂的副作用比例没有增加。同源 CoronaVac 加强剂组的不良事件发生率高于两剂 CoronaVac 临床试验；然而，所有不良反应均为 1 级，不良反应比例较高可能是由于样本量较小。总之，这些结果表明，在短期随访期间，成年参与者对加强剂量的耐受性良好。需要进行长期的人群水平监测，以进一步提高加强剂量的安全性。
值得注意的是，该研究的参与者是年轻人，因此该结果不一定扩展到不同的风险群体，例如免疫抑制个体或老年人群。需要在更大样本量的多中心研究中评估这些高危人群的加强剂量有效性。
参考消息：
https://www.nature.com/articles/s41422-021-00596-5
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