1.  Author

张政

张政，医学院讲席教授，博士生导师，南方科技大学医学院第二附属医院（深圳市第三人民医院）研究所所长。主要围绕病原感染免疫致病机制和免疫治疗新策略深入开展研究，以第一或通讯作者发表SCI论文90余篇，多次在欧洲免疫学年会、美国免疫学年会、Cell-press会议、亚太地区肝病年会、中国免疫学大会等发言。主持国家重点研发计划、传染病重大专项课题、973项目子课题、国家自然科学基金重大研究计划等16项。

2. Background

由SARS-CoV-2感染引起COVID-19已作为严重流行病在全球传播了两年多，截至 2022 年 7 月，导致超过 5.59 亿人感染，超过 630 万人死亡。更糟糕的是，SARS-CoV-2 的适应性进化导致出现了一系列具有更高传播性和/或免疫逃避的变种，例如 Alpha、Beta、Gamma、Delta 和 Omicron。 SARS-CoV-2的刺突蛋白是在病毒表面表达的同源三聚体，包含两个功能亚基，称为S1和S2，触发病毒进入宿主细。当 S1 的受体结合结构域 (RBD) 与细胞受ACE2结合时，S1 结构域从病毒表面脱落，随后暴露 S2 结构域以介导病毒与细胞之间的膜融合。因此，阻断或干扰RBD与ACE2的结合是预防和预防RBD的重要干预策略。在可能的方法中，RBD 特异性单克隆中和抗体 (nAb) 被认为是开发针对 SARS-CoV-2 的潜在预防和治疗药物的良好候选者。

3. Methods

1. 抗体文库的构建与测序

2. 生物信息学分析

3. 克隆型鉴定

4. 抗体谱系追踪

5. 合成表达纯化单克隆抗体

6. ELISA

7. SARS-CoV-2中和实验

8. 抗体介导的细胞毒作用

9. 表面等离子共振

10. 结构生物学分析

4. Results

实验团队通过对新冠旅居者9天、28天、63天采样，并进行高通量PCR测序，获得队列人群体内大量抗体信息。在感染早期（急性期），抗体的组成以IGHV3-11, IGKV3-20, 和IGLV2-14为主；而在康复期，抗体组成转变为IGLV4-69和IGLV6-57。同时感染早期的抗体的体细胞突变高于康复期，但是康复期的胚系基因抗体群有着明显的增加。此外，我实验团队分析了三个时间点重链和轻链库中互补决定区 3 (CDR3) 环长度的分布。在时间点1中，具有19个氨基酸的HCDR3环占重链库的60%以上。就轻链而言，有一个显着优势群体占据了 L 链库的 70% 以上，其 LCDR3 环长度始终为 10 个氨基酸。

抗体的体细胞突变与CDR3环长度

后续，实验团队根据VJ胚系基因，CDR3长度，CDR3氨基酸对其进行了聚类分析，发现三个时间点的抗体相互不重合，有着很高的特异性。同时生化实验证明：①这些抗体都是新冠特异性的，且由新冠抗原诱导产生；②这些抗体拥有着弱中和、弱Fc端功能。

大多数感染初期的抗体并没有很强的中和效应与Fc端功能

基于上述结果，实验团队把研究聚焦在具有良好中和效应的P2C-1F11上。使用P2C-1F11的重链和轻链序列作为诱饵，根据三个时间点纵向追踪库，确定P2C-1F11谱系抗体的发育。首先相比于轻链，P2C-1F11谱系抗体的重链的多样性更强。实验团队将不同时期的P2C-1F11重链序列与轻链配对后，组成新抗体，并进行了假毒中和实验。发现在一定程度上他们的中和能力都有下降，但是1F11-V3S3重链组成的抗体针对各突变株的中和能力都相对较强。进一步序列比对后发现F27I是一个尤为关健的位点，后续通过系列生化实验证明了该位点的重要性。

F27I位点是影响抗体结合与中和的关键位点

5. Discussion

作者：Miao Wang

通讯作者：Zheng Zhang

单位：Institute for Hepatology, National Clinical Research Center forInfectious Disease, Shenzhen Third People’s Hospital; the Second AffiliatedHospital, School of Medicine, Southern University of Science and Technology,Shenzhen, Guangdong Province 518112, China

年份：2022.9.13

期刊：Cell reports

科学问题：早期新冠康复者体内的中和抗体具有什么特征？

结论：实验团队发现从早期新冠康复者体内分离得到的抗体大多属于IGHV3-11和 IGLV2-14家族，但是这些抗体并没有很强的中和效应和广谱效应。相反，在队列中分离得到的P2C-1F11（IGHV3-66家族）具有良好的中和潜能。同时结合一系列生化实验与序列分析，发现了一些关键的氨基酸位点可能对中和效应起到了至关重要的作用。研究结果表明，人类免疫系统通过驱动P2C1F11样中和抗体的HCDR1中27位残基处的F-I突变，成功抵御了SARS-CoV-2的感染。

Graphical abstract