COVID-19疫苗和抗体疗法对变异威胁的预测和缓解
摘要：新冠疫情爆发至今,抗体疗法和疫苗成为结束疫情的最后手段。然而，根据对超过20万个基因组分离物进行的突变追踪器的发现，这些抗体和疫苗对冠状病毒的突变蛋白S蛋白易于发生5000多个突变。因此，了解这些突变对疫苗和抗体的影响至关重要。本研究旨在研究S蛋白的突变机制、频率和比率，并使用56个抗体结构来分析其二维和三维的特征。此外，我们还预测了突变导致S蛋白和抗体或ACE2复合物的结合自由能（BFE）的变化。通过整合遗传学、生物物理学、深度学习和代数拓扑学的方法，我们发现在重受体结合区域（RBD）的462个突变中，大多数突变将削弱S蛋白与抗体的结合，并破坏抗体疗法和疫苗的效力和可靠性。我们还确定了31个能逃避疫苗的突变体，并详细介绍了其他许多具有破坏性的突变。我们还揭示了约65％的现有RBD突变，包括最近在英国和南非发现的变种，都是增强结合的突变，导致了更具传染性的新冠病毒变体。我们发现S蛋白突变引起的RBD与抗体和ACE2的结合强弱存在极端值之间的差异，这表明SARS-CoV-2在感染人类时已经进入了进化的晚期阶段，而人类免疫系统能够产生优化的抗体。这一发现意味着当前疫苗和抗体药物对新突变的脆弱性。我们的预测结果通过与S蛋白RBD上的1400多个深度突变进行比较进行了验证。我们的研究结果显示迫切需要开发新的抗突变疫苗和抗体，为季节性疫苗接种做好准备。 标题：新冠疫苗和抗体疗法对疫情中突变的脆弱性：机制、频率和影响评估
作者：Jiahui Chen, Kaifu Gao, Rui Wang, Guowei Wei
论文ID：2010.06357
分类：Biomolecules
分类简称：q-bio.BM
提交时间：2021-03-10