SARS-CoV-2的Delta變體已經席捲全球，在短短几個月內成為主導變體。2021年10月26日發表在《科學》雜誌上的一項來自波士頓兒童醫院的新研究，解釋了Delta如此容易傳播並如此迅速地感染人們的原因，並為開發未來的COVID-19疫苗和治療方法提出了一個更有針對性的策略。
去年春天，研究負責人陳冰博士展示了幾個早期的SARS-CoV-2變體（alpha、beta、G614）如何變得比原始病毒更具感染性。每個變體都獲得了一種基因變化，穩定了刺突糖蛋白–目前疫苗所依據的表面蛋白。這種突變提高了變體進入細胞的能力。
不久之後出現的Delta變體是迄今為止已知的最具傳染性的變體。陳冰和他的同事着手了解原因。陳冰說：“我們認為一定有非常不同的事情發生，因為Delta在所有的變體中脫穎而出。我們發現了一個特性，我們認為這個特性決定了它的傳播性，而且到目前為止似乎是Delta所獨有的。”
陳冰和他的同事使用兩種基於細胞的檢測方法，證明Delta變體的刺突糖蛋白特別擅長膜融合。這使得模擬的Delta病毒能夠比其他五種SARS-CoV-2變種更快、更有效地感染人類細胞。當細胞中ACE2受體的數量相對較少時，情況更是如此。
“膜聚變需要大量的能量，需要催化劑，”陳冰解釋說。”在不同的變體中，Delta在其催化膜融合的能力方面脫穎而出。這解釋了為什麼Delta的傳播速度更快，為什麼你在較短的接觸后就能得到它，以及為什麼它能感染更多的細胞並在體內產生如此高的病毒負荷。”
以結構為依據設計干預措施
為了了解變體的突變如何影響刺突糖蛋白的結構，陳冰及其同事使用了低溫電子顯微鏡，其分辨率可達原子級。他們對來自Delta、Kappa和Gamma變體的刺突糖蛋白進行了成像，並將它們與來自先前定性的G614、Alpha和Beta變體的刺突糖蛋白進行了比較。
所有的變體都在刺突糖蛋白的兩個關鍵部分發生了變化，這些部分被我們免疫系統的中和抗體所識別：與ACE2受體結合的受體結合域（RBD）和N端結構域（NTD）。任何一個結構域的突變都能使中和抗體與刺突蛋白結合的能力降低。
“我們注意到的關於Delta的第一件事是NTD有很大的變化，這是它對中和抗體有抵抗力的原因，”陳冰說。“RBD也發生了變化，但這導致了抗體抗性的微小變化。Delta仍然對我們測試的所有RBD靶向抗體保持敏感。”
研究人員在觀察其他變體時發現，每個變體都以不同的方式修改了NTD，改變了其輪廓。RBD也發生了變異，但變化更為有限。總的來說，RBD的結構在各種變體中保持相對穩定，可能是為了保持其與ACE2受體結合的關鍵作用。因此，研究人員認為，RBD是下一代疫苗和抗體治療的一個更有利的目標。
“我們不希望以NTD為目標，因為病毒可以迅速變異並改變其結構；它是一個移動的目標，”陳冰闡述說。“針對RBD可能是最有效的–將免疫系統集中在這一關鍵領域，而不是整個刺突糖蛋白。”