香港科技大學（科大）的結(jié)構(gòu)生物學家聯(lián)同香港大學艾滋病研究所、香港大學李嘉誠醫(yī)學院（港大醫(yī)學院）臨床醫(yī)學學院微生物學系與香港大學新發(fā)傳染病重點實驗室的研究人員已證明，源自本地 mRNA 疫苗接種者、針對SARS-CoV-2 Omicron變異株的廣譜中和抗體ZCB11，對所有受關(guān)注變異株（variants of concern, VOCs）包括當前主要流行的Omicron BA.1、BA.1.1 和 BA.2，均顯示出有效的抗病毒活性。更重要的是，使用ZCB11預防或治療Omicron病毒，可保護敘利亞倉鼠的肺部免受攻擊。相關(guān)研究論文已在《自然通訊》在線發(fā)表（按此瀏覽期刊文章）。

研究背景

SARS-CoV-2 Omicron變異株驚人的高傳播力和抗體逃避特性，給當前疫苗和抗體免疫療法的功效帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了應對不斷出現(xiàn)、具有不可預測致病特性的 SARS-CoV-2 Omicron變異株，不得不維持全民戴口罩政策、隔離和無休止的病毒檢測，并導致社會普遍焦慮和重大經(jīng)濟損失。因此，研究宿主免疫反應是否可以產(chǎn)生廣譜中和抗體就顯得非常重要。這不僅對應于抗體的免疫療法，而且對改良疫苗以激發(fā)同樣廣泛的免疫保護也至關(guān)重要。

研究方法及發(fā)現(xiàn)

在這項研究中，港大醫(yī)學院團隊建立了一個高效的抗體克隆技術(shù)平臺。該平臺可以從單一的記憶B細胞中克隆出天然配對的人體抗體基因。利用這項技術(shù)，該研究團隊篩選了香港地區(qū)34位BNT162b2疫苗接種者的樣本，從中成功發(fā)現(xiàn)了抗體ZCB11，并通過假病毒和活病毒測試，證明ZCB11能夠中和所有VOCs，包括Alpha變異株（B.1.1.7）、Beta變異株（B.1.351）、Gamma變異株（P1）、Delta變異株（B.1.617.2）和Omicron變異株 （B.1.1.529）。重要的是，在預防或治療情況下用藥，ZCB11可分別保護敘利亞倉鼠的肺部免受Omicron和Delta病毒變異株的攻擊。此外，科大合作團隊利用單顆粒冷動電鏡技術(shù)，在原子分辨率水平上解析了ZCB11和病毒刺突蛋白的復合結(jié)構(gòu)，揭示了ZCB11獨特的分子作用模式，為接下來結(jié)構(gòu)導向的抗體及改良疫苗奠定了堅實的基礎(chǔ)。

研究意義

領(lǐng)導這項研究的香港大學艾滋病研究所所長、臨床醫(yī)學學院微生物學系教授陳志偉教授表示：「研究結(jié)果表示ZCB11 是一種很有醫(yī)用潛力的抗體藥物，可通過生物醫(yī)學干預，以應對大流行的SARS-CoV-2 關(guān)注變異株。」他補充：「盡管研究結(jié)果表明港大醫(yī)學團隊在針對 COVID-19 的人類抗體藥物和疫苗的研發(fā)方面處于世界前沿，但我們仍迫切需要在香港建立大規(guī)模生產(chǎn)基地和臨床轉(zhuǎn)化中心，以達成晉身國際創(chuàng)新中心的目標。」

科大理學院生命科學部助理教授黨尚宇教授表示：「高分辨率的結(jié)構(gòu)信息能夠使我們了解在眾多SARS-CoV-2 關(guān)注變異株中，ZCB11具有廣譜中和作用的分子機制。」黨教授進一步補充：「這項研究依賴科大進的冷凍電鏡設備，這證明了它不僅有能力支持結(jié)構(gòu)生物學研究，還支持許多其他研究領(lǐng)域，例如本研究中的抗體開發(fā)?！?/span>

研究團隊

是次研究由香港大學艾滋病研究所所長兼港大醫(yī)學院臨床醫(yī)學學院微生物學系陳志偉教授領(lǐng)導，微生物學系博士生周標主力進行。微生物學系周潤宏博士、臨床副教授陳福和醫(yī)生、羅夢曉、彭巧麗、助理教授袁碩峰博士，香港科技大學生命科學部碩士研究生唐冰潔和劉航為論文共同作者。

合作團隊還包括微生物學系科學主任莫颕兒博士、陳勃浩、科學主任王培博士、潘國文、助理教授朱軒博士、陳頌聲、曾藹玲博士、陳駿耀、歐家杰、文曉安、盧璐、系主任及臨床副教授杜啟泓醫(yī)生、陳鴻霖教授及港大醫(yī)學院臨床醫(yī)學學院微生物學系傳染病講座教授、港大新發(fā)傳染病重點實驗室總監(jiān)、霍英東基金(傳染病學)教授袁國勇教授。黨尚宇教授和陳志偉教授為該論文的共同通訊作者。

鳴謝

本研究得到香港研究資助局合作研究基金（C7156-20GF、C1134-20GF 和 C5110-20GF）、香港特別行政區(qū)食物及衛(wèi)生局健康及醫(yī)學研究基金（19181012）、深圳市科技計劃（JSGG20200225151410198和JCYJ20210324131610027）、香港特別行政區(qū)創(chuàng)新科技署香港衛(wèi)生@InnoHK、重點研究計劃項目（2020YFC0860600、2020YFA0707500和2020YFA0707504）的支持，以及來自香港希望之友教育基金的捐款。陳志偉教授的團隊也得到了香港研究資助局主題研究計劃（T11-706/18-N）及英國惠康基金會P86433的部分支持。

所有冷凍電鏡數(shù)據(jù)均由科大生物冷凍電鏡中心收集，該中心得到羅桂祥基金會的慷慨資助。黨尚宇教授團隊亦得到香港研究資助局（ECS26101919、GRF16103321、C7009-20GF、C6001-21EF）、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）（SMSEGL20SC01-L）、廣東省基礎(chǔ)與應用基礎(chǔ)研究基金（2021A1515012460）、深圳市中央引導地方科技發(fā)展專項資金資助項目（2021Szvup140）及科大啟動基金的支持。

關(guān)于香港科技大學生物冷凍電鏡中心

香港科技大學生物冷凍電鏡中心（//cryoem.hkust.edu.hk/）得到羅桂祥基金會的慷慨捐助，讓本地科學家能夠在原子分辨率水平上研究生物大分子。目前，中心擁有現(xiàn)代進的顯微鏡，包括Titan Krios、K3直接電子探測器等多臺高端設備，為單顆粒分析和冷凍電子斷層掃描提供專業(yè)的技術(shù)支持。

關(guān)于港大醫(yī)學院微生物學系

微生物學系學術(shù)人員積極參與臨床服務和基礎(chǔ)研究。研究生可以從事微生物學和傳染病各個方面的研究，從而獲得碩士學位或博士學位。醫(yī)學科學碩士課程為對臨床微生物學和傳染病感興趣的并且想進行更深入研究的學生提供了學習機會。此外，系內(nèi)臨床人員還參加了香港和深圳的臨床微生物學家培訓。傳染病課程和研究生文憑課程為符合條件的醫(yī)療從業(yè)者在傳染病方面的培訓提供了獨特的途徑。

為促進知識交流，港大醫(yī)學院臨床醫(yī)學學院微生物學系的研究活動可瀏覽http://www.microbiology.hku.hk。