由新冠病毒引起的新冠肺炎大流行给全球公共卫生和社会经济发展造成了严重威胁。新冠病毒的基因组变异可能影响病毒传播、致病能力、潜在宿主范围以及疫苗和单克隆抗体等的防治效力。其中，尤以刺突蛋白S的突变对病毒功能表型及疫苗应答中和抗体的影响最为显著，也是当前新冠病毒变异研究的关注重点。

为解析发生于S蛋白受体结合区（RBD）的变异对宿主嗜性和抗原性造成的影响，进而绘制新冠病毒变异对ACE2种属嗜性和中和逃逸的全景式图谱，夏宁邵教授团队采用RBD点突变假病毒库（153种）以及11种曾经或正在流行的关切变异株（VOC，包括Omicron）与关注变异株（VOI）假病毒，模拟新冠病毒的入胞感染，比较表达不同物种ACE2同源基因的细胞易感性差异，并评估代表性单抗、恢复期多抗、免疫动物血清中和活性变化。结果表明：（1）多种RBD突变使得部分对原型病毒不易感物种的ACE2表达细胞对变异株的易感性显著提升，包括Alpha、Beta、Gamma、Delta和Omicron在内的5种关切变异株假病毒均在雪貂、小鼠的ACE2表达细胞中显现出更强的感染能力，提示RBD突变可能造成病毒的ACE2种属嗜性发生改变，造成潜在的跨种属传播风险；（2）RBD突变也可造成病毒抗原性改变，其中发生于439-448残基和484残基的变异可能是造成中和抗体免疫逃逸的关键；（3）研究进一步将新冠病毒变异对ACE2种属嗜性和中和逃逸的影响量化为跨种属感染潜力指数（CSI）和免疫逃逸指数（NE），并与GISAID数据库中截至2022年1月的突变发生频率进行关联性分析，发现突变的CSI指数与其在感染人群中的累积发生频率呈显著正相关，提示CSI指数可能在新冠病毒突变预测预警中发挥作用。综上，该研究系统阐释了流行的RBD突变对新冠病毒跨种属ACE2嗜性和抗原性所造成的影响，研究结果可为新冠病毒RBD突变的功能表型预判提供科学依据，也为新一代广谱疫苗免疫原的设计奠定了基础。

近日，该研究成果以题为“Cross-species tropism and antigenic landscapes of circulating SARS-CoV-2 variants”的论文在线发表于Cell Reports。国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心博士后张雅丽、博士生魏敏、博士后巫洋涛、硕士生王娟、硕士生洪玉婷和博士生黄洋为共同第一作者，夏宁邵教授、程通教授、袁权教授、俞海副教授和香港大学管轶教授为该论文共同通讯作者。该研究获得了国家自然科学基金、中国医学科学院创新单元以及厦门市科技重大专项的资助。

论文链接：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(22)00302-3

（图/文国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心）