香港科技大學(xué)（科大）的結(jié)構(gòu)生物學(xué)家聯(lián)同香港大學(xué)艾滋病研究所、香港大學(xué)李嘉誠醫(yī)學(xué)院（港大醫(yī)學(xué)院）臨床醫(yī)學(xué)學(xué)院微生物學(xué)系與香港大學(xué)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(dāng)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(yù)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(dāng)前疫苗和抗體免疫療法的功效帶來了巨大挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對不斷出現(xiàn)、具有不可預(yù)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(dǎo)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(yù)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(fù)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(dǎo)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(dǎo)這項研究的香港大學(xué)艾滋病研究所所長、臨床醫(yī)學(xué)學(xué)院微生物學(xué)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(xué)干預(yù)，以應(yīng)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(xué)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(biāo)。」

科大理學(xué)院生命科學(xué)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(shè)備，這證明了它不僅有能力支持結(jié)構(gòu)生物學(xué)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)。」

研究團隊

是次研究由香港大學(xué)艾滋病研究所所長兼港大醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)學(xué)院微生物學(xué)系陳志偉教授領(lǐng)導(dǎo)，微生物學(xué)系博士生周標(biāo)主力進行。微生物學(xué)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(xué)生命科學(xué)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(xué)系科學(xué)主任莫颕兒博士、陳勃浩、科學(xué)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(xué)院臨床醫(yī)學(xué)學(xué)院微生物學(xué)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(xué))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(xué)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(xué)與工程廣東省實驗室（廣州）（SMSEGL20SC01-L）、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金（2021A1515012460）、深圳市中央引導(dǎo)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(xué)生物冷凍電鏡中心

香港科技大學(xué)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(xué)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(shè)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(xué)院微生物學(xué)系

微生物學(xué)系學(xué)術(shù)人員積極參與臨床服務(wù)和基礎(chǔ)研究。研究生可以從事微生物學(xué)和傳染病各個方面的研究，從而獲得碩士學(xué)位或博士學(xué)位。醫(yī)學(xué)科學(xué)碩士課程為對臨床微生物學(xué)和傳染病感興趣的并且想進行更深入研究的學(xué)生提供了學(xué)習(xí)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(xué)家培訓(xùn)。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(xùn)提供了獨特的途徑。

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