用于诱饵或竞争SARS-CoV-2的细胞外囊泡的定量表征揭示了不同关切变体中的作用模式差异，并凸显了Omicron的多样性

背景：包膜病毒与细胞外囊泡（EVs）之间趋同的生物学特性引起了人们对应用工程化EVs作为抗病毒治疗药物的兴趣。在最近的COVID-19大流行之后，已提出用ACE2受体或Spike蛋白工程化的EVs作为策略，要么诱饵SARS-CoV-2，要么竞争其进入细胞。为了作为未来大流行准备工作的通用平台，需要对这两种策略进行系统和定量的比较，以评估它们在不同关切变体中的局限性和益处。方法：我们生成了分别装饰有ACE2受体或（武汉）SARS-CoV-2 Spike蛋白的EVs，并使用单囊泡成像进行深入的定量表征。然后，使用假病毒和活病毒细胞感染模型（包括原代人支气管和鼻外植体）系统地测试了这些囊泡对SARS-CoV-2关切变体的抗病毒活性。结果：从瞬时转染的HEK293T细胞中回收的Spike蛋白EVs或ACE2-EVs仅占EV分泌组的很小一部分（分别约为5%或20%），且主要来源于质膜而非多泡体。通过突变Spike蛋白的跨膜或亚细胞定位结构域来重定向其胞内运输，并未增加Spike-EVs的产量。两种囊泡均以剂量依赖性方式抑制SARS-CoV-2（D614G），其动力学和免疫组织化学结果与抑制初始细胞进入阶段一致。ACE2-EVs比Spike-EVs更有效，且在假病毒模型中比可溶性抗体至少强500-1000倍。令人惊讶的是，对于Omicron BA.1变体，ACE2-EVs从抑制活性转变为增强活性，而Spike-EVs在所有关切变体中均保留了其活性。结论：虽然我们的数据表明两种工程化EVs均能有效抑制SARS-CoV，但当考虑病毒进化为新的关切变体时，诱饵与竞争策略可能会导致不同的结果。Spike-EVs即使在病毒Spike突变亲和力增强的情况下仍保留其竞争受体结合的能力，而ACE2-EVs与病毒形成的复合物可能不仅通过诱饵抑制。由于EVs自身能被细胞主动内化，它们可能将病毒送入细胞，从而为Omicron等变体提供一种生产性替代进入途径，这些变体偏离严格的质膜蛋白酶切割，转而使用内体蛋白酶释放基因组。