《Science》公布新冠病毒S蛋白3D分子结构,助力疫苗&抗体研发
SARS-Cov-2入侵人体细胞所依赖的S蛋白的3D分子结构
(图源:© Jason McLellan /德克萨斯大学奥斯汀分校)
全世界的研究人员都在竞相开发潜在的疫苗和药物来对抗新型冠状病毒(SARS-CoV-2)。
近日,发表于《Science》的一篇重磅报告研究(Reports),详细描绘了SARS-CoV-2用来入侵人类细胞的关键蛋白质——S蛋白的3D分子结构,有望为疫苗研发铺平道路。
先前的研究表明冠状病毒通过 “spike”蛋白(S蛋白)入侵细胞,但这些S蛋白在不同的冠状病毒中呈现不同的形状。
这项研究的通讯作者、德克萨斯大学奥斯汀分校-分子生物学副教授Jason McLellan说,弄清SARS-CoV-2中S蛋白的形状,是搞清楚如何靶向该病毒的关键。
尽管冠状病毒使用许多不同的蛋白质来复制和入侵细胞,但S蛋白是冠状病毒用来与细胞表面受体结合的主要表面蛋白质。
S蛋白与人类细胞受体结合后,病毒膜与人体细胞膜融合,使病毒基因组进入人体细胞并开始感染。
“如果你能阻止病毒附着和融合,你就可以病毒阻止进入细胞。” McLellan说:“但要靶向S蛋白,你需要知道它是什么样子的。”
利用早前公布的SARS-CoV-2基因组信息,McLellan团队与美国国立卫生研究院(NIH)合作,确定了编码S蛋白的特定基因,并请一家公司人工制备S蛋白基因。然后,研究小组将人工制备的S蛋白基因注入实验室培养皿中的哺乳动物细胞,这些细胞产生了S蛋白。
接下来,利用“低温电子显微镜”技术,研究小组创建了一个描绘S蛋白的3D“空间图谱”——图谱揭示了S蛋白的分子结构,绘制了每个原子的相对空间位置。
“McLellan团队能够如此迅速地描绘出新冠病毒S蛋白的分子结构,令人印象深刻。”密歇根大学流行病学副教授Aubree Gordon评论说,“这是向前迈出的非常重要的一步,有望助力SARS-CoV-2疫苗研发。”
McLellan团队正将SARS-Cov-2 S蛋白的原子“空间坐标数据”发送给世界各地的数十个研究小组,这些小组正致力于开发针对SARS-CoV-2的疫苗和药物。同时,McLellan团队希望利用S蛋白的3D“空间图谱”作为疫苗研发的基础。
当外来侵略者,如细菌或病毒,侵入人体时,免疫细胞通过产生称为抗体的蛋白质进行反击。这些抗体与外来入侵者的特殊结构——抗原结合。但是产生抗体需要时间。疫苗作为一种灭活或减毒抗原,可在人体暴露于病毒之前训练免疫系统产生对应抗体。
 “理论上,S蛋白本身可能就是一种疫苗或疫苗的变体。” McLellan认为,“当你注射这种基于S蛋白的疫苗时,人体会产生抗S蛋白的抗体,之后倘若人体接触活病毒,免疫系统就会做好准备。”
基于之前对其他冠状病毒的研究,McLellan团队引入了突变,以创造出更稳定的S蛋白分子。
“事实上,改造后的S蛋白分子结构看起来非常稳定,有望作为疫苗抗原的基础。”McLellan说。其在NIH的同事现正将这些改造过的S蛋白注射到动物体内,以观察这些S蛋白在多大程度上触发抗体的产生。
不过,McLellan认为,疫苗可能仍需18至24个月才能问世。他说:“与正常的疫苗研发相比(通常可能需要10年的时间),这一进度仍然相当快。”
新型冠状病毒(SARS-CoV-2)与非典型肺炎冠状病毒(SARS-CoV)的结构对比

《NEJM》再发文,“无症状”新冠病毒感染者引争议

2月初,德国公共卫生机构罗伯特·科赫研究所(Robert Koch Institute)曾通过电子邮件“官方辟谣”,1月末《新英格兰医学杂志(NEJM)》报道的所谓“无症状感染者出现人传人”现象,其实那位女性患者当时就已经出现轻微症状、并擅自服用了退烧药。这位来自中国的女士因需要前往德国巴伐利亚的公司总部出差来到德国。
而中国卫健委最新发布的《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》仍谨慎指出,“无症状感染者也可能成为传染源。”
不过最近有关“无症状传播者”争议的“剧情”走向似乎愈发复杂了。
美国时间2月18日,又一项发表于《新英格兰医学杂志(NEJM)》的通讯报告(Correspondence)称,虽然目前还不清楚感染者是否能在没有症状的情况下将新型冠状病毒(SARS-CoV-2)传播给其他人,但仍可在感染者出现症状之前检测出SARS-CoV-2病毒核酸。
研究调查了126名从湖北省撤离后被隔离的德国民众。
其中只有两人的病毒核酸检测呈阳性,两人都没有出现症状。
作者写道:“我们发现,没有发烧、没有感染迹象或只有轻微感染迹象的人仍可能会出现潜在感染性病毒的排出。”
但检测出病毒核酸阳性并不一定意味着感染者是有人际传染性的。
“病毒核酸检测阳性意味着病毒是活的,能够分裂和感染细胞”。传染病专家、梅奥诊所-疫苗研究小组主任Gregory Poland博士在接受美国全国广播公司(NBC)记者采访时说,“但这并不能告诉你此人携带的病毒是否足以感染其他人。
其他外部专家也同意此观点。
“考虑到同一架撤离航班上的其他乘客似乎都没有生病,这两位“无症状”感染者的传播风险非常小。” 美国埃默里大学医院-严重传染病科的医务主任Bruce Ribner博士认为。
不过,考虑到日本钻石公主号游轮上500多人被诊断出患有新冠肺炎(COVID-19, 美国疾病控制与预防中心(CDC)在周二的一份声明中说:“CDC认为游轮上的新发感染率,特别是那些没有症状的感染者,代表着一种持续的风险。”。
CDC此前曾表示,美国使用的病毒检测方法可能无法在患者出现症状之前检测出SARS-CoV-2。德国使用的测试方法与美国不同。

Acutus实时心脏定位算法获FDA批准

Acutus Medical的AcQMap三维心脏成像系统
近日,Acutus Medical公司为其AcQMap三维心脏成像系统设计的心脏定位算法——SuperMap获得了FDA的批准。
通过提供心脏左心房或右心房整个腔室的高分辨率图像,SuperMap可用来帮助指导电生理学家在诊断和治疗稳定和暂时性心律失常。
据Acutus称,SuperMap软件可以在3分钟内通过一种非接触的方式图像化显示心房节律,Acutus称之为““hover-mapping”,这使得医生可以更直观地了解心脏的腔室图像,进行消融,然后快速“重新映射心房图像”以确认治疗效果,同时还可以识别心脏慢传导或不规则活动的区域以及病灶。
AcQMap系统先前提供了接触和非接触映射(mapping),并在2019年10月获得了使用SuperMap算法的欧洲CE认证。
Acutus总裁兼首席执行官Vince Burgess在一份声明中说:“AcQMap系统有三种独特的映射模式,医生们可以对准确有效地处理任何心房心律失常充满信心。”。
去年5月,Acutus宣布将进一步投入心律失常治疗领域的研发,通过收购心脏导管开发商RhythmXience,将业务范围扩大到心脏映射和可视化以外的领域。
同时,Acutus宣布与Peerbridge Health、Cardiac Designs 和 MedFact合作,分别提供心电图支持、患者监测和射频消融技术。
此后不久,Acutus从Deerfield Management和OrbiMed筹集了1.7亿美元——其中包括1亿美元的D轮融资,外加7000万美元的信贷,用于布局其全球业务发展和商业化。
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