SARS-CoV-2 Omicron BA.1、BA.1.1、BA.2和BA.3亚系的抗体逃逸

Antibody evasion of SARS-CoV-2 Omicron BA.1, BA.1.1, BA.2, and BA.3 sub-lineages.

作者信息Jingwen Ai, Xun Wang, Xinyi He, Xiaoyu Zhao, Yi Zhang, Yuchao Jiang, Minghui Li, Yuchen Cui, Yanjia Chen, Rui Qiao, Lin Li, Lulu Yang, Yi Li, Zixin Hu, Wenhong Zhang, Pengfei Wang
PMID35594867
发布时间2022-08-10
DOI10.1016/j.chom.2022.05.001

实验完整度

包含假病毒中和实验、单抗panel检测、单突变及组合突变作图,以及系统发育分析等多层级验证。

主要模型

VSV假病毒系统 Vero E6细胞 Expi293F细胞 人血清样本

重点核对

两剂BBIBP-CorV疫苗接种者血清对Omicron亚系的中和活性(GMT和阳性比例) 同源或异源加强针后的血清中和滴度提升程度 20种单抗(包括10种授权/批准)对Omicron亚系的IC50变化 关键spike突变(如S371L/F、Q493R、G446S)对单抗中和活性的影响 Delta突破感染血清对Omicron亚系的中和滴度下降幅度

摘要

SARS-CoV-2 Omicron变异株已进化出四个亚系——BA.1、BA.1.1、BA.2和BA.3,其中BA.2已成为全球主导。我们和其他人已报道了BA.1和BA.2的抗体逃逸,但需要对Omicron亚系与疫苗诱导或单克隆抗体(mAb)介导的中和作用进行并列比较。使用基于VSV的假病毒,我们报告,接种两剂灭活全病毒疫苗的个体血清对Omicron所有亚系显示出弱至无中和活性,而同源或异源加强针显著提高对Omicron所有亚系的中和滴度。我们还针对20种mAb panel(包括10种授权或批准的mAb)展示了针对Omicron亚系的中和谱,以及针对单个或组合spike突变的mAb作图。大多数mAb失去了中和活性,而一些mAb在Omicron亚系间表现出不同的中和模式,反映了抗原差异。总的来说,我们的结果表明Omicron亚系威胁当前疫苗和抗体疗法的中和效力,凸显了疫苗加强针的重要性。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
Omicron亚系(BA.1、BA.1.1、BA.2、BA.3)对疫苗诱导或单抗介导的中和抗体的逃逸程度如何?
核心机制
Omicron亚系通过其spike蛋白上的突变(如S371L/F、Q493R等)逃避抗体的中和作用,不同亚系间的抗原差异导致对特定单抗的中和模式不同。
主要证据
基于VSV假病毒中和实验,两剂灭活疫苗血清对Omicron亚系中和活性弱,加强针后显著提升;20种单抗中多数逃逸,但LY-CoV1404对所有亚系保持有效;单突变及组合突变分析绘制了关键逃逸突变。
研究意义
Omicron亚系威胁当前疫苗和抗体疗法的中和效力,强调疫苗加强针的重要性,并提示需要开发更广谱的中和抗体联合疗法。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

构建Omicron亚系及突变假病毒

生成用于中和实验的假病毒,包括BA.1、BA.1.1、BA.2、BA.3以及单突变或组合突变的spike。

合成编码WT (D614G) 和Omicron亚系spike蛋白的质粒,转染Expi293F细胞制备假病毒,并用I1杂交瘤上清中和非特异性VSV-G假病毒。

2

评估疫苗免疫血清的中和活性

比较不同疫苗接种策略(两剂、同源加强、异源加强)和Delta突破感染后的血清对Omicron亚系的中和能力。

收集不同疫苗接种状态个体的血清,进行假病毒中和实验,计算IC50值和几何平均滴度(GMT)。

3

评估单抗panel的中和活性

测试20种单抗(包括10种授权/批准)对Omicron亚系的交叉中和能力。

将单抗与假病毒共孵育,进行中和实验,计算IC50,并绘制中和谱图。

4

单突变及组合突变分析

确定导致单抗中和逃逸的关键spike突变及其协同效应。

构建携带单个或组合spike突变的假病毒,测试其对20种单抗的中和敏感性,计算相对于WT的IC50变化。

5

序列分析和系统发育树构建

展示Omicron亚系的进化关系和流行情况。

从GISAID随机选取每条亚系50条序列,进行比对,构建NJ系统发育树,并分析流行率。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
VSV-G假型ΔG-荧光素酶KerafastCat# EH1020-PM
Expi293F细胞ThermoFisherCat# A14527
Vero E6细胞ATCCCat# CRL-1586
I1小鼠杂交瘤细胞ATCCCat# CRL-2700
荧光素酶检测系统BeyotimeCat# RG066M
SMM 293-TI培养基Sino Biological Inc.--
胎牛血清GIBCOCat# 16140071
杜氏改良Eagle培养基ATCCCat# 30-2002
Eagle最低必需培养基ATCCCat# 30-2003
MabSelect PrismA亲和层析介质Cytiva17549801
聚乙烯亚胺Polyscience--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
血清样本
疫苗种类(BBIBP-CorV、ZF2001)、接种剂量(2剂或3剂)、采血时间(末次接种后14天或Delta感染后3-4个月)
阅读提示:STAR★Methods中的'Serum samples'段落
假病毒构建
spike质粒来源、VSV-G假病毒购自Kerafast、感染MOI=5、中和I1上清时间(1小时)
阅读提示:STAR★Methods中的'Construction and production of variant pseudoviruses'段落
中和实验
Vero E6细胞密度、病毒-样本孵育时间(30分钟)和温度、感染后培养时间(24小时)、检测系统(Luciferase Assay System)
阅读提示:STAR★Methods中的'Pseudovirus neutralization assays'段落
数据分析
IC50计算方法(非线性回归)、统计检验(Wilcoxon配对符号秩检验)、重复数(三重复)
阅读提示:STAR★Methods中的'Quantification and statistical analysis'段落