2020年新冠疫情爆发后，疫苗与抗体、小分子药物等干预手段亟待攻克，而研发能够如此快速，一部分得益于科学研究在SARS-CoV-1、MERS-CoV等其他引起人致病的冠状病毒方面的积累。SARS-CoV-1和SARS-CoV-2同属于贝塔冠状病毒属、沙贝病毒亚属，在表面膜蛋白Spike的结构和功能方面也非常相似，均利用自身膜蛋白Spike结合人的ACE2受体蛋白侵染细胞。然而两种病原体引起的疾病严重程度与流行具有很大差异，与新冠病毒相比，SARS-CoV-1能引起更严重的炎症反应和病症，病死率高达10%左右，而传播能力比新冠病毒弱得多。

抗体反应是冠状病毒感染或疫苗保护性的重要来源，因此科学领域内对新冠对新冠不同突变毒株感染、不同疫苗免疫效果、不同暴露方式的抗体反应进行了十分细致的研究，这些研究一方面为我们设计疫苗和优化免疫策略提供证据，同时也为免疫学研究提供了好的契机和材料。反观2003年SARS-CoV-1爆发时，由于当时技术和方法学等方面的局限，我们对SARS-CoV-1抗体反应的特点及其与SARS-CoV-2抗体反应的异同点还存在的很多盲点。

2023年11月3日，完美体育·(中国)官方网站张林琦教授团队、北京协和医院感染内科李太生教授团队，联合国家纳米科学中心杨雨荷研究员团队，在Immunity期刊在线发表了题为“Dissecting the intricacies of human antibody responses to SARS-CoV-1 and SARS-CoV-2 infection（解析SARS-CoV-1和SARS-CoV-2感染的复杂抗体反应）”的研究论文。该研究系统分析了严重急性呼吸综合征病毒（非典型肺炎病毒，SARS-CoV-1）感染者的抗体反应，并与新冠病毒（SARS-CoV-2）感染者体内的抗体反应展开了全面比较，为深入理解两种冠状病毒在多克隆抗体和单克隆抗体等多个维度的异同点提供了全面的信息，为研发下一代广谱冠状病毒抗体药物和疫苗提出了重要依据和指导。

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研究团队首先评估了25位2003年感染SARS-CoV-1病毒的康复者血浆多克隆抗体反应，同时评估了多位2020年SARS-CoV-2重症感染康复者血清。从结合抗体、中和抗体、交叉中和评估的结果分析可见，SARS-CoV-1康复者血浆中和水平比SARS-CoV-2重症康复者血浆更高，且持续时间更长，这可能与SARS-CoV-1诱导的RBD抗体占比较大有关。两者之间能针对Spike产生较高水平的交叉结合，但交叉中和水平较低，提示两种病毒在Spike基因序列、蛋白结构和免疫原型方面存在差异。

研究团队进而从SARS-CoV-1感染者康复期B淋巴细胞中分离到了77株针对Spike的单克隆抗体。通过实验发现，其中有60株单抗特异性结合RBD区域，大多数展示超强的SARS-CoV-1中和活性；有15株结合除RBD的其他S1区域，还有2株结合S2区域，具有较弱的中和活性或无中和活性。与多克隆血浆评估结果相对应，从SARS-CoV-1分离得到的RBD抗体中具有中和活性的比例明显高于从SARS-CoV-2感染者中分离得到的RBD抗体。两种冠状病毒在感染后相近时间点诱导的抗体具有相似的高频突变频率，说明抗体基因突变和成熟速率遵循人体内在的节奏，与病毒种类、感染致病的严重程度无关。

研究团队进一步将60株RBD抗体进行了结构功能分析。利用与已知表位的ACE2或抗体进行竞争SPR分析，从表位角度将60株抗体分为七大类，命名为RBD-1至7。其中前三类RBD-1~3是RBM抗体，与ACE2和80R强竞争，对S230、m396和S309等具有不同的竞争模式，结合的位置分别在偏向RBD的顶部（RBD-1）、平台（mesa）偏RBM内缘（RBD-2）以及RBM偏外侧（RBD-3），这三类抗体展示出高强度的中和活性与弱的交叉活性。而RBD-5和RBD-6两类抗体，不与ACE2强竞争，结合部位主要包括RBD外侧区（outer face, RBD-5）或者内侧区（inner face, RBD-6）。RBD-6中和活性最弱但交叉其他冠状病毒活性最强，IgG和Spike trimer复合物在负染色透射电镜观察下全部形成Spike的二聚体 (dimers-of-trimers) 或Spike的三聚体 (trimers-of-trimers) 构象。RBD-7抗体交叉活性复杂，识别RBD独特的顶部下侧表位，与Spike中相邻单体NTD有接触。该识别表位在已报道的人体新冠病毒抗体及其罕见，而在SARS-CoV-1感染者中占很大比例（13/60），并有相同的V区基因使用，是SARS-CoV-1感染者抗体反应的突出特点之一。

最后，研究团队评估了具有新冠交叉活性的8株抗体对多种新冠突变株和其他ACE2受体冠状病毒的交叉中和活性，并用冷冻电镜解析了两株交叉中和抗体（W328-6A1和W328-6E10）与Spike蛋白复合物的结构，为进一步理解其广谱中和机制提供了结构信息和参考。

综上所述，该研究首次在多克隆抗体和单克隆抗体等多个角度细致分析了SARS-CoV-1感染康复者体内抗体的动态学变化特征，包括抗体结合、中和能力，表位和结构特征，与新冠感染抗体反应进行了系统比较，并首次将SARS-CoV-1的RBD抗体进行了系统分类，为全面认识人体对冠状病毒感染的体液免疫反应提供更加详细的解析，为研发下一代广谱新冠抗体药物和疫苗提供了重要依据与参考。

完美体育·(中国)官方网站张林琦教授、北京协和医院感染内科李太生教授、国家纳米科学中心杨雨荷研究员为本论文的共同通讯作者，清华大学博士后王若珂、北京协和医院感染内科韩扬、清华大学八年制医学实验班张睿、国家纳米科学中心博士生朱佳艺为该论文共同第一作者。相关工作获得了国家自然科学基金、万科科研项目、国家重点研发计划、国家高水平医院临床研究基金和中国科学院国家纳米科学与技术中心等基金支持。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.immuni.2023.10.007