編審專家：
2020年2月16日，美國得克薩斯大學奧斯汀分校的傑森·麥克萊倫（Jason S Mclellan）團隊通過預印本網站BioRxiv發表了題為Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation（2019-nCoV刺突糖蛋白冷凍電鏡下的結構）的研究論文。研究藉助冷凍電鏡技術解析了嚴重急性呼吸系統綜合徵冠狀病毒2（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2）刺突糖蛋白（S蛋白）在3.5埃（Å）分辨率下的微觀結構，並表明SARS-CoV-2的S蛋白結合細胞上的ACE2受體的親和力比嚴重急性呼吸系統綜合徵冠狀病毒（severe acute respiratory syndrome coronavirus，SARS-CoV）的S蛋白高10～20倍，這提示SARS-CoV-2傳染性可能遠遠高於SARS病毒。
論文原文鏈接為https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.11.944
462v1.full.pdf
論文概要如下。
2019新型冠狀病毒,即SARS-CoV-2的暴發對大眾健康產生了嚴重的威脅，已被宣佈為國際關注的突發公共衛生事件。探明冠狀病毒刺突糖蛋白（S蛋白）的結構對於疫苗、治療性抗體的研發、診斷能力提高是迫切且至關重要的。為了促進醫療對策的發展，我們使用冷凍電鏡在3.5埃（Å）的分辨率下，確定了SARS-CoV-2糖蛋白（S蛋白）的三聚體的微觀構象。三聚體的主要狀態是三個受體結合域(RBDs)中會向上螺旋突出促進S蛋白形成一種空間構象。通過生物物理和結構證據表明，SARS-CoV-2結合ACE2的親和力高於SARS-CoV。另外研究者還測試了SARS-CoV結合受體域（RBDs）的單克隆抗體，發現該抗體沒有明顯結合到SARS-CoV-2刺突糖蛋白（S蛋白），表明研究中的SARS-CoV抗體對SARS-CoV-2沒有作用。SARS-CoV-2的原子級分辨率結構應該能使醫療對策迅速發展和進步，以應對當前的公共衛生危機。
以下是關於麥克萊倫團隊研究論文的深度解讀。
一、SARS-CoV-2與ACE2
在新型冠狀病毒肺炎（Corona Virus Disease 2019，COVID-19）疫情爆發後，中科院武漢病毒研究所的石正麗團隊發現SARS-CoV-2同2003年暴發的SARS病毒一樣，都是與呼吸道黏膜上皮細胞的ACE2受體結合進入細胞內，進而進行擴增繁殖。因此ACE2是SARS-CoV-2侵入人體細胞的關鍵和幫手。
二、SARS-CoV-2和SARS-CoV誰與ACE2的親和力更高？
SARS-CoV-2和SARS-CoV都是與呼吸道黏膜上皮細胞的ACE2受體結合進入細胞內，那麼兩者誰與ACE2的親和力更高呢？麥克萊倫團隊研究論文給出了答案。
為了探究SARS-CoV-2和SARS-CoV誰與ACE2親和力更強的問題，麥克萊倫團隊使用了冷凍電鏡技術，在3.5埃（Å）分辨率下看清了SARS-CoV-2刺突糖蛋白（S蛋白）的微觀結構，並發現SARS-CoV-2的S1亞基受體結合域的移動特點與SARS-CoV非常相似，從而驗證了SARS-CoV-2與SARS-CoV是通過刺突糖蛋白（S蛋白）與ACE2細胞外結構形成複合三維結構從而結合的機制。
更為重要的是麥克萊倫團隊通過對該結構進一步分析，發現了SARS-CoV-2的3個受體結合域中有1個會向上螺旋突出讓S蛋白形成一種空間構象，能夠輕易與宿主受體ACE2結合。通過進一步的量化研究發現，SARS-CoV-2的S蛋白與細胞ACE2的親和力是SARS-CoV的10～20倍。
研究表明SARS-CoV-2對於人類 ACE2 受體的親和力更高。
三、麥克萊倫團隊的結論
麥克萊倫團隊通過對SARS-CoV-2微觀結構的解析，得出了SARS-CoV-2較SARS-CoV更容易結合ACE2受體，這可能有助於使SARS-CoV-2在人與人之間傳播變得更為容易，也從科學的角度上證實了SARS-CoV-2的感染性遠比SARS病毒強。
另外麥克萊倫團隊通過測試SARS-CoV結合受體域（RBDs）特殊的的單克隆抗體，發現它們沒有明顯結合到SARS-CoV-2刺突糖蛋白（S蛋白），這表明抗體間交叉反應可能在兩種病毒抗體的受體結合域(RBDs)被限制。因此SARS病毒受體結合域的單克隆抗體可能不能用於COVID-19的治療。
參考文獻
1.Daniel Wrapp,Jason S Mclellan,et al.Cryo-EM Structure of the 2019-nCo
V Spike in the Prefusion Conformation. Medrxiv.
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