一個國際科學家小組已經確定了奧密克戎（Omicron）變體的刺突蛋白的精確結構變化。他們的觀察結果解釋了該病毒如何能夠躲避針對以前變種的抗體而仍然保持高度的感染性。
霍華德-休斯醫學研究所調查員、西雅圖華盛頓大學醫學院生物化學副教授David Veesler說：“這些發現提供了一個藍圖，研究人員可以用它來設計新的對策，無論是疫苗還是治療方法，以應對可能出現的Omicron和其他冠狀病毒變種。”他與舊金山Vir生物技術公司的Gyorgy Snell領導了這項研究工作。
研究人員在《科學》雜誌上報告了他們的發現。
Veesler實驗室的博士后Matthew McCallum和Vir生物技術公司的科學家Nadine Czudnochowski是該論文的主要作者。
Omicron變體於2021年11月在南非首次被發現，它正在導致世界各地的感染激增。除了具有高度的傳染性之外，該變體還能逃避針對早期變體的抗體，導致已接種疫苗的人和以前被感染的人發生突破性感染。
該病毒的傳染性被認為至少部分是由於該病毒的刺突蛋白的氨基酸序列發生了大量的變異。該病毒利用刺突蛋白來鎖定並進入它所感染的細胞。Omicron尖峰蛋白有37個突變，這使它與2020年的第一批SARS-CoV-2分離物不同。
Veesler及其同事以前的研究表明，由六種最常用的疫苗產生的抗體，以及目前用於治療感染的單克隆抗體中除一種外的所有抗體，中和Omicron的能力下降。
但變體中的許多突變會影響刺突蛋白負責附着和進入細胞的區域的結構，這個區域被稱為受體結合域，而且許多人預計受體結合域結構的結果變化可能會損害變體與細胞上的目標結合的能力。這個目標是稱為血管緊張素轉換酶-2的蛋白質，或ACE2。然而，在他們的研究中，Veesler和他的同事發現，這些變化實際上使受體結合域與ACE2結合的能力增加了2.4倍。
為了了解Omicron是如何在保留與宿主受體ACE2有效互動的同時積累了如此多的突變，Veesler和他的同事使用低溫電子顯微鏡和X射線晶體學研究來揭開Omicron刺突蛋白的三維組織。這種方法使他們能夠達到大約3埃的分辨率。在這種分辨率下，有可能分辨出組成刺突蛋白的單個氨基酸構件的形狀。研究人員還確定了刺突蛋白的結構變化是如何影響對以前變體有效的抗體與Omicron結合的能力的。
利用這些技術，科學家們揭示了突變如何改變了該蛋白與抗體的相互作用方式，從而使幾乎所有針對它的單克隆抗體的能力降低，同時，穗狀受體結合域與ACE2結合的能力得到增強。總體效果是使受體結合域有可能躲避針對它的抗體，並更緊密地與ACE2結合。
Veesler說，這些發現表明SARS-CoV-2是一個多麼可怕的對手。
“這種病毒具有難以置信的可塑性。”他指出：“它可以改變很多，並且仍然保持它所需要的所有功能，以進行感染和複製。而且幾乎可以保證Omicron不是我們要看到的最後一個變體。”
Veesler說，未來的目標應該是關注並確定刺突蛋白上的其他區域，這些區域不能在不導致蛋白失去功能的情況下被改變。由於其重要性，這些區域往往保持保守，即使蛋白質的其他部分發生突變。