5月18日，国际学术期刊Nature Communications在线发表了中国科学院分子细胞科学卓越创新中心（生物化学与细胞生物学研究所）丛尧研究组与中国科学院上海巴斯德研究所黄忠研究组、广州市妇女儿童医疗中心龚四堂课题组的合作研究论文“Functional and structural characterization of a two-MAb cocktail for delayed treatment of enterovirus D68 infections”。该研究开发了一种可用于治疗肠道病毒D68型感染的双抗体鸡尾酒疗法，基于冷冻电镜及生化分析，阐明了8F12/2H12抗体的中和机制，揭示了其表位相似但对病毒的作用机制不同，并捕捉到了新的脱衣壳中间状态，具有重要的理论意义和临床转化价值。
肠道病毒D68型（EV-D68）是小RNA病毒科肠道病毒属D族成员，与儿童严重呼吸道感染、急性迟缓性脊髓炎（AFM）密切相关。在过去十年中，EV-D68在全世界范围内流行，引起了众多的暴发和散发。EV-D68已成为全球公共健康问题，然而目前尚无疫苗和药物。
黄忠团队针对EV-D68病毒样颗粒制备了两个单克隆抗体2H12和8F12。这两个单抗在抗原结合上有明显的偏好性，2H12更高效地结合免疫原—病毒样颗粒（空心的膨胀构象），而单抗8F12更高效地结合成熟病毒颗粒（实心的紧凑构象）。2H12和8F12在中和不同型别EV-D68毒株上也有明显偏好性，而双抗体组合表现出平衡、高效的中和（图A）。此外，双抗体组合可在小鼠中赋予比单抗更广谱的保护，且在感染发病时（3天）给药依然有效。研究表明两个抗体主要在病毒侵染细胞前起作用，并能阻止病毒与唾液酸受体作用介导的红细胞凝集的发生，提示抗体结合可以阻断受体结合。
丛尧团队解析了抗体8F12结合EV-D68成熟病毒形成复合体的冷冻电镜结构，分辨率为2.89埃。揭示了8F12与病毒的峡谷区（canyon）结合，进而对唾液酸受体结合产生空间位阻，且该区域为未报道过的EV-D68抗原位点（图B-C）。此外，在对抗体2H12与EV-D68成熟病毒复合体进行冷冻电镜研究过程中，发现2H12结合可以使一部分EV-D68病毒颗粒破碎，暗示2H12可以破坏病毒颗粒完整性，影响其感染性。对EV-D68/2H12的进一步三维分组和重构获得了三个不同的构象状态，命名为S1、S2和S3（图D-F）。S1中的病毒颗粒呈现成熟病毒构象（图D,G），而S2和S3中的病毒显示出明显的构象差异，包括病毒颗粒的膨胀、二次轴孔洞的打开、病毒RNA基因组的减少（S3状态）（图D-L），说明2H12结合可以触发过早的病毒脱衣壳，影响其感染性。S3状态是一种未报道过的脱衣壳中间态，可能发生在从135S A颗粒（带有病毒RNA的经典脱衣壳中间体）到80S空颗粒（没有基因组RNA）的过渡中。
综上，该研究研发了一对独特的EV-D68中和性单抗，揭示了它们表位相似，但结合特性、中和特性、作用机制不同。这对抗体的组合可作为抗人类EV-D68感染的广谱治疗剂展开进一步开发，具有重要的理论意义和潜在的临床转化价值。
上海巴斯德所副研究员张超，中科院分子细胞科学卓越创新中心博士生徐聪，上海巴斯德所毕业博士生代文龙为本文并列第一作者。上海巴斯德所黄忠研究员、中科院分子细胞科学卓越创新中心（生化与细胞所）丛尧研究员、广州市妇女儿童医疗中心龚四堂教授为本文共同通讯作者。该研究得到了中国科学院、国家科技部、国家自然科学基金、上海市科委等的资金支持。该研究还得到国家蛋白质科学研究（上海）设施冷冻电镜系统的大力协助。
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-23199-5
（A）单抗2H12、8F12及其组合的中和谱差异。（B）EV-D68/8F12复合体的冷冻电镜结构。（C）8F12在病毒表面的投影与唾液酸受体的结合位点有重叠。（D-F）EV-D68/2H12的冷冻电镜结构（包括S1、S2和S3状态），说明2H12可诱导病毒颗粒发生变构。（G-I）S1/S2/S3病毒衣壳的二次轴区域的结构差异，显示S2和S3二次轴孔洞被打开。（J-L）三种状态密度图的中央切片，显示S3所含病毒RNA量显著降低。
