Πολλά αντισώματα βρίσκονται ήδη σε χρήση ή υπό ανάπτυξη ως θεραπείες για τη θεραπεία του COVID-19.Με την εμφάνιση νέων παραλλαγών του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2), είναι σημαντικό να προβλεφθεί εάν θα εξακολουθήσουν να είναι ευαίσθητα στη θεραπεία με αντισώματα.Οι Starr et al.Χρησιμοποιήθηκε μια βιβλιοθήκη ζυμομύκητα, η οποία καλύπτει όλες τις μεταλλάξεις στον τομέα δέσμευσης του υποδοχέα SARS-CoV-2 που δεν θα διαταράξει έντονα τη σύνδεση με τον υποδοχέα ξενιστή (ACE2) και χαρτογραφεί πώς αυτές οι μεταλλάξεις επηρεάζουν τα τρία κύρια αντι-SARS-CoV -2 δέσμευση αντισωμάτων.Αυτά τα σχήματα προσδιορίζουν μεταλλάξεις που διαφεύγουν από τη δέσμευση αντισωμάτων, συμπεριλαμβανομένων μεμονωμένων μεταλλάξεων που διαφεύγουν από τα δύο αντισώματα στο μείγμα αντισωμάτων Regeneron.Πολλές μεταλλάξεις που διαφεύγουν από ένα μόνο αντίσωμα εξαπλώνονται στους ανθρώπους.
Τα αντισώματα είναι μια πιθανή θεραπεία για τη θεραπεία του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2), αλλά δεν είναι σαφές ότι ο ιός αναπτύσσεται για να διαφύγει τον κίνδυνο.Εδώ, χαρτογραφούμε πώς όλες οι μεταλλάξεις στον τομέα δέσμευσης του υποδοχέα SARS-CoV-2 (RBD) επηρεάζουν τη σύνδεση του κοκτέιλ REGN-COV2 στο αντίσωμα LY-CoV016.Αυτοί οι πλήρεις χάρτες αποκάλυψαν μια μετάλλαξη αμινοξέων που απέφυγε εντελώς το μείγμα REGN-COV2, το οποίο αποτελείται από δύο αντισώματα REGN10933 και REGN10987 που στοχεύουν διαφορετικούς δομικούς επιτόπους.Αυτά τα στοιχεία προσδιορίζουν επίσης μεταλλάξεις ιού που επιλέχθηκαν σε επίμονα μολυσμένους ασθενείς που έλαβαν θεραπεία με REGN-COV2 και κατά την in vitro επιλογή διαφυγής ιού.Τέλος, αυτά τα στοιχεία αποκαλύπτουν ότι μεταλλάξεις που διαφεύγουν από ένα μόνο αντίσωμα υπάρχουν ήδη σε κυκλοφορούντα στελέχη SARS-CoV-2.Αυτοί οι πλήρεις χάρτες διαφυγής μπορούν να εξηγήσουν τις συνέπειες των μεταλλάξεων που παρατηρούνται κατά την επιτήρηση του ιού.
Αντισώματα αναπτύσσονται για τη θεραπεία του σοβαρού οξέος αναπνευστικού συνδρόμου του κορωνοϊού 2 (SARS-CoV-2) (1).Τα αντισώματα έναντι ορισμένων άλλων ιών μπορεί να καταστούν αναποτελεσματικά από μεταλλάξεις ιών που επιλέγονται κατά τη θεραπεία μολυσμένων ασθενών (2, 3) ή ιικές μεταλλάξεις που έχουν εξαπλωθεί παγκοσμίως για να προσδώσουν αντίσταση σε ολόκληρο τον κλάδο του ιού.Επομένως, ο προσδιορισμός ποιες μεταλλάξεις SARS-CoV-2 μπορούν να ξεφύγουν από βασικά αντισώματα είναι κρίσιμος για την αξιολόγηση του τρόπου με τον οποίο οι μεταλλάξεις που παρατηρούνται κατά την επιτήρηση του ιού επηρεάζουν την αποτελεσματικότητα της θεραπείας με αντισώματα.
Τα περισσότερα κορυφαία αντισώματα κατά του SARS-CoV-2 στοχεύουν στην περιοχή δέσμευσης υποδοχέα ιού (RBD), η οποία μεσολαβεί στη σύνδεση με τον υποδοχέα του μετατρεπτικού ενζύμου 2 (ACE2) της αγγειοτενσίνης (5, 6).Πρόσφατα, αναπτύξαμε μια μέθοδο σάρωσης βαθιάς μετάλλαξης για να χαρτογραφήσουμε πώς όλες οι μεταλλάξεις της RBD επηρεάζουν τη λειτουργία και την αναγνώρισή της από τα αντιιικά αντισώματα (7, 8).Η μέθοδος περιλαμβάνει τη δημιουργία μιας βιβλιοθήκης μεταλλαγμάτων RBD, την έκφρασή τους στην επιφάνεια του ζυμομύκητα και τη χρήση ταξινόμησης κυττάρων ενεργοποιημένης με φθορισμό και βαθειάς αλληλουχίας για να ποσοτικοποιηθεί ο τρόπος με τον οποίο κάθε μετάλλαξη επηρεάζει την αναδίπλωση RBD, τη συγγένεια ACE2 (μετρούμενη σε σειρά τιτλοδότησης) και τη δέσμευση αντισωμάτων (Εικόνα S1A).Σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιήσαμε την επαναλαμβανόμενη βιβλιοθήκη μεταλλαγμάτων που περιγράφεται στο (7), η οποία αποτελείται από παραλλαγές RBD με γραμμικό κώδικα, που καλύπτει 3804 από τις 3819 πιθανές μεταλλάξεις αμινοξέων.Η βιβλιοθήκη μας προετοιμάστηκε από το γενετικό υπόβαθρο RBD της πρώιμης απομόνωσης Wuhan-Hu-1.Αν και η συχνότητα πολλών μεταλλαγμάτων αυξάνεται, εξακολουθούν να αντιπροσωπεύουν τις πιο κοινές αλληλουχίες RBD (9, 10).Σχεδιάσαμε δύο από τις μεταλλάξεις του 2034 που δεν διαταράσσουν έντονα την αναδίπλωση RBD και τη δέσμευση ACE (7) πώς να περάσει το κοκτέιλ REGN-COV2 (REGN10933 και REGN10987) (11, 12) και τη μορφή LY-CoV016 της Eli Lilly της ανασυνδυασμένης μορφής Το αντίσωμα επηρεάζει τη μέθοδο δέσμευσης αντισώματος (ονομάζεται επίσης CB6 ή JS016) (13) (Εικόνα S1B).Το REGN-COV2 έλαβε πρόσφατα άδεια χρήσης έκτακτης ανάγκης για τον COVID-19 (14), ενώ ο LY-CoV016 βρίσκεται επί του παρόντος σε κλινικές δοκιμές φάσης 3 (15).
Το [Glu406→Trp(E406W)] διέφυγε έντονα από το μείγμα δύο αντισωμάτων (Εικόνα 1Α).Ο χάρτης διαφυγής του LY-CoV016 αποκάλυψε επίσης πολλές μεταλλάξεις διαφυγής σε διαφορετικές τοποθεσίες στο RBD (Εικόνα 1Β).Αν και ορισμένες μεταλλάξεις διαφυγής μπορούν να επηρεάσουν την ικανότητα του RBD να δεσμεύεται με το ACE2 ή να εκφράζεται σε κατάλληλα διπλωμένη μορφή, σύμφωνα με προηγούμενες μετρήσεις σάρωσης βαθιάς μετάλλαξης χρησιμοποιώντας RBD που εμφανίζεται σε ζυμομύκητες, πολλές λειτουργικές μεταλλάξεις έχουν μικρή ή καθόλου επίδραση σε αυτές τις λειτουργικές ιδιότητες (7 ) (Το Σχήμα 1, Α και Β αντιπροσωπεύει την απώλεια της συγγένειας ACE2, ενώ το Σχήμα S2 αντιπροσωπεύει τη μείωση της έκφρασης RBD.
(Α) Χαρτογράφηση του αντισώματος στο REGN-COV2.Το γραμμικό γράφημα στα αριστερά δείχνει τη διαφυγή σε κάθε θέση στο RBD (το άθροισμα όλων των μεταλλάξεων σε κάθε τοποθεσία).Η εικόνα του λογότυπου στα δεξιά δείχνει την ισχυρή θέση διαφυγής (μωβ υπογράμμιση).Το ύψος κάθε γράμματος είναι ανάλογο με την ισχύ της διαφυγής που προκαλείται από τη μετάλλαξη αμινοξέος και η «βαθμολογία διαφυγής» 1 για κάθε μετάλλαξη αντιστοιχεί σε μια πλήρη διαφυγή.Η κλίμακα του άξονα y είναι διαφορετική για κάθε σειρά, έτσι, για παράδειγμα, το E406W διαφεύγει από όλα τα αντισώματα REGN, αλλά είναι πιο προφανές για τα κοκτέιλ επειδή κατακλύζεται από τις άλλες θέσεις διαφυγής μεμονωμένων αντισωμάτων.Για την επεκτάσιμη έκδοση, τα S2, A και B, χρησιμοποιούνται για να χρωματίσουν τον χάρτη με βάση τον τρόπο με τον οποίο οι μεταλλάξεις επηρεάζουν την έκφραση του διπλωμένου RBD.Τα S2, C και D χρησιμοποιούνται για την κατανομή της επίδρασης στη συγγένεια ACE2 και στην έκφραση RBD μεταξύ όλων των μεταλλάξεων που παρατηρούνται σε κυκλοφορούντα απομονωμένα στελέχη ιών.(Β) Όπως φαίνεται στο (Α), σχεδιάστε το LY-CoV016.(Γ) Χρησιμοποιήστε φακοϊικά σωματίδια με ψευδότυπο ακίδα για να επαληθεύσετε βασικές μεταλλάξεις στον προσδιορισμό εξουδετέρωσης.Επιλέξαμε να επαληθεύσουμε τις μεταλλάξεις που προβλέπεται να έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο ή υπάρχουν σε υψηλή συχνότητα σε απομονώσεις SARS-CoV-2 (όπως το N439K) στην κυκλοφορία.Κάθε σημείο αντιπροσωπεύει την πολλαπλάσια αύξηση της διάμεσης ανασταλτικής συγκέντρωσης (IC50) της μετάλλαξης σε σχέση με την κορυφή του μη μεταλλαγμένου άγριου τύπου (WT) που περιέχει D614G.Η μπλε διακεκομμένη γραμμή 1 αντιπροσωπεύει ένα φαινόμενο εξουδετέρωσης παρόμοιο με το WT και μια τιμή > 1 αντιπροσωπεύει μια αυξημένη αντίσταση εξουδετέρωσης.Το χρώμα της κουκκίδας υποδεικνύει εάν θέλετε να ξεφύγετε από τον χάρτη.Οι τελείες υποδεικνύουν ότι εφόσον το IC50 βρίσκεται εκτός της χρησιμοποιούμενης σειράς αραίωσης, ελέγχεται η πολλαπλή αλλαγή (άνω ή κάτω όριο).Τα περισσότερα μεταλλαγμένα δοκιμάζονται εις διπλούν, επομένως υπάρχουν δύο σημεία.Η πλήρης καμπύλη εξουδετέρωσης φαίνεται στο σχήμα 2. S3.Οι συντμήσεις ενός γράμματος των υπολειμμάτων αμινοξέων είναι οι εξής: A, Ala;C, κυστεΐνη;D, Asp;Ε, Glu;F, Phe;G, Gly;H, του;I, Ile;Κ, λυσίνη;L, Liu;Metropolis N, Assen;P, Pro;Q, Gln;R, Arg;S, Ser;T, Thr;V, Val;W, τρυπτοφάνη;και Υ, Tyr.
Προκειμένου να επαληθεύσουμε το αντιγονικό αποτέλεσμα των βασικών μεταλλάξεων, πραγματοποιήσαμε μια δοκιμασία εξουδετέρωσης χρησιμοποιώντας φακοϊικά σωματίδια ψευδότυπου πανικού και βρήκαμε ότι υπήρχε συνοχή μεταξύ του χάρτη διαφυγής δέσμευσης αντισώματος και της δοκιμασίας εξουδετέρωσης (Εικόνα 1C και Εικόνα S3).Όπως αναμένεται από τον χάρτη αντισωμάτων REGN-COV2, η μετάλλαξη στη θέση 486 εξουδετερώνεται μόνο από το REGN10933, ενώ η μετάλλαξη στις θέσεις 439 και 444 εξουδετερώνεται μόνο από το REGN10987, επομένως αυτές οι μεταλλάξεις δεν μπορούν να διαφύγουν.Αλλά το E406W ξέφυγε από τα δύο αντισώματα REGN-COV2, επομένως ξέφυγε επίσης έντονα από το μείγμα.Μέσω της δομικής ανάλυσης και της επιλογής διαφυγής ιού, η Regeneron πιστεύει ότι καμία μετάλλαξη αμινοξέος δεν μπορεί να ξεφύγει από τα δύο αντισώματα στο κοκτέιλ (11, 12), αλλά ο πλήρης χάρτης μας προσδιορίζει το E406W ως μετάλλαξη διαφυγής κοκτέιλ.Το E406W επηρεάζει το αντίσωμα REGN-COV2 με σχετικά συγκεκριμένο τρόπο και δεν παρεμβαίνει σοβαρά στη λειτουργία του RBD, επειδή μειώνει ελαφρώς μόνο την επίδραση εξουδετέρωσης του LY-CoV016 (Εικόνα 1C) και τον τίτλο των σωματιδίων με ακίδες ψευδοτυπικών φακοϊών (Εικόνα S3F).
Προκειμένου να διερευνήσουμε εάν ο χάρτης διαφυγής μας είναι συνεπής με την εξέλιξη των ιών υπό επιλογή αντισωμάτων, ελέγξαμε πρώτα τα δεδομένα του πειράματος επιλογής διαφυγής του ιού Regeneron, στο οποίο η ακίδα έκφρασης αναπτύχθηκε σε κυτταρική καλλιέργεια παρουσία οποιουδήποτε REGN10933 The φυσαλιδώδους ιός στοματίτιδας (VSV), κοκτέιλ REGN10987 ή REGN-COV2 (12).Αυτή η εργασία εντόπισε πέντε μεταλλάξεις διαφυγής από το REGN10933, δύο μεταλλάξεις διαφυγής από το REGN10987 και καμία μετάλλαξη από κοκτέιλ (Εικόνα 2Α).Οι μεταλλάξεις που επιλέχθηκαν και από τις επτά κυτταρικές καλλιέργειες επισημαίνονται στον χάρτη διαφυγής μας και η αλλαγή μονονουκλεοτιδίου του κωδικονίου άγριου τύπου στην αλληλουχία Wuhan-Hu-1 RBD είναι επίσης προσβάσιμη (Εικόνα 2Β), υποδεικνύοντας τη διαφορά μεταξύ διαφυγών Συμφωνία γραφική παράσταση και εξέλιξη του ιού υπό πίεση αντισωμάτων σε κυτταρική καλλιέργεια.Αξίζει να σημειωθεί ότι το E406W δεν είναι προσβάσιμο με αλλαγές μεμονωμένων νουκλεοτιδίων, γεγονός που μπορεί να εξηγήσει γιατί η επιλογή κοκτέιλ Regeneron δεν μπορεί να το αναγνωρίσει παρά τη σχετικά καλή ανοχή του διπλώματος RBD και της συγγένειας ACE2.
(Α) Παρουσία αντισωμάτων, το Regeneron χρησιμοποιεί ψευδότυπο πανικό VSV για να επιλέξει μεταλλάξεις διαφυγής ιού σε κυτταρική καλλιέργεια (12).(Β) Το διάγραμμα διαφυγής, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1Α, αλλά δείχνει μόνο τις μεταλλάξεις που είναι προσβάσιμες από μία μόνο αλλαγή νουκλεοτιδίου στην αλληλουχία Wuhan-Hu-1.Το μη γκρι υποδηλώνει μεταλλάξεις στην κυτταροκαλλιέργεια (κόκκινο) και σε μολυσμένους ασθενείς (μπλε) ή και στα δύο (μωβ).Το Σχήμα S5 δείχνει αυτά τα γραφήματα, τα οποία χρωματίζονται από το πώς οι μεταλλάξεις επηρεάζουν τη συγγένεια ACE2 ή την έκφραση RBD.(Γ) Κινητική της μετάλλαξης RBD σε ασθενείς που έλαβαν θεραπεία με REGN-COV2 την 145η ημέρα της μόλυνσης (μαύρη διακεκομμένη κάθετη γραμμή).Η συχνότητα σύνδεσης μεταξύ E484A και F486I αυξήθηκε, αλλά επειδή το E484A δεν αποτελεί μετάλλαξη διαφυγής στο σχήμα μας, δεν εμφανίζεται σε άλλους πίνακες.Δείτε επίσης το σχήμα.S4.(Δ) Οι μεταλλάξεις διαφυγής που συμβαίνουν σε κυτταροκαλλιέργεια και μολυσμένους ασθενείς είναι προσβάσιμες από ένα μόνο νουκλεοτίδιο και η δέσμευση των αντισωμάτων διαφυγής δεν προκαλεί κανένα σημαντικό κόστος για τη συγγένεια ACE2 [όπως μετράται με τη μέθοδο εμφάνισης ζυμομύκητα (7)].Κάθε σημείο είναι μια μετάλλαξη και το σχήμα και το χρώμα του υποδεικνύουν εάν μπορεί να προσπελαστεί και να επιλεγεί κατά την ανάπτυξη του ιού.Τα περισσότερα δεξιά σημεία στον άξονα x υποδηλώνουν ισχυρότερη διαφυγή δέσμευσης αντισωμάτων.Τα υψηλότερα σημεία στον άξονα y υποδηλώνουν υψηλότερη συγγένεια ACE2.
Προκειμένου να προσδιορίσουμε εάν το Escape Atlas μπορεί να αναλύσει την εξέλιξη των ιών που μολύνουν τους ανθρώπους, εξετάσαμε δεδομένα βαθιάς αλληλουχίας από έναν επίμονα μολυσμένο ανοσοκατεσταλμένο ασθενή που έλαβε REGN-COV2 την 145η ημέρα μετά τη διάγνωση της θεραπείας COVID-19 (16).Η καθυστερημένη θεραπεία επιτρέπει στον ιικό πληθυσμό του ασθενούς να συσσωρεύσει γενετική ποικιλομορφία, μερικές από τις οποίες μπορεί να οφείλονται στο ανοσοποιητικό στρες, επειδή ο ασθενής έχει ασθενή απόκριση αυτοεξουδετεροποιητικών αντισωμάτων πριν από τη θεραπεία (16).Μετά τη χορήγηση του REGN-COV2, η συχνότητα πέντε μεταλλάξεων αμινοξέων στο RBD άλλαξε γρήγορα (Εικόνα 2C και Εικόνα S4).Ο χάρτης διαφυγής μας έδειξε ότι τρεις από αυτές τις μεταλλάξεις διέφυγαν από το REGN10933 και μία διέφυγε από το REGN10987 (Εικόνα 2Β).Αξίζει να σημειωθεί ότι μετά τη θεραπεία με αντισώματα δεν μεταφέρθηκαν όλες οι μεταλλάξεις στο σταθερό σημείο.Αντίθετα, υπάρχει η άνοδος και η πτώση του ανταγωνισμού (Εικόνα 2Γ).Αυτό το μοτίβο έχει παρατηρηθεί στην εσωτερική εξέλιξη των προσαρμοστικών ξενιστών άλλων ιών (17, 18), πιθανώς λόγω του ανταγωνισμού μεταξύ γενετικών ελεύθερων και ιικών γενεαλογιών.Και οι δύο αυτές δυνάμεις φαίνεται να παίζουν ρόλο σε ασθενείς με επίμονη λοίμωξη (Εικόνα 2C και Εικόνα S4C): E484A (όχι μετάλλαξη διαφυγής στο διάγραμμά μας) και F486I (διαφυγή REGN10933) χωρίς ιππασία μετά τη θεραπεία και γενεαλογίες ιών που φέρουν N440D και Το Q493K (διαφεύγοντας από τα REGN10987 και REGN10933, αντίστοιχα) αρχικά ανταγωνίστηκε με το μετάλλαγμα διαφυγής REGN10933 Y489H και στη συνέχεια ανταγωνίστηκε τη γενεαλογία που έφερε E484A και F486I και Q493K.
Τρεις από τις τέσσερις μεταλλάξεις διαφυγής σε ασθενείς που έλαβαν θεραπεία με REGN-COV2 δεν εντοπίστηκαν στην επιλογή κυτταροκαλλιέργειας ιού Regeneron (Εικόνα 2Β), γεγονός που δείχνει το πλεονέκτημα του πλήρους χάρτη.Η επιλογή του ιού είναι ατελής επειδή μπορούν να αναγνωρίσουν μόνο τυχόν μεταλλάξεις που επιλέχθηκαν τυχαία στο συγκεκριμένο πείραμα κυτταροκαλλιέργειας.Αντίθετα, ο πλήρης χάρτης σχολιάζει όλες τις μεταλλάξεις, οι οποίες μπορεί να περιλαμβάνουν μεταλλάξεις που προκαλούνται από λόγους που δεν σχετίζονται με τη θεραπεία, αλλά κατά λάθος επηρεάζουν τη δέσμευση αντισωμάτων.
Φυσικά, η εξέλιξη των ιών επηρεάζεται από λειτουργικούς περιορισμούς και πίεση για αποφυγή αντισωμάτων.Οι μεταλλάξεις και οι ασθενείς που επιλέγονται σε κυτταροκαλλιέργεια πληρούν πάντα τα ακόλουθα κριτήρια: διαφεύγουν τη δέσμευση αντισωμάτων, μπορούν να εισέλθουν μέσω μίας αλλαγής νουκλεοτιδίου και έχουν μικρό ή καθόλου κόστος για τη συγγένεια ACE2 [μέσω των προηγούμενων βαθιών μεταλλάξεων που εμφανίστηκαν χρησιμοποιώντας μέτρηση σάρωσης ζυμομύκητα RBD (7 )] (Εικόνα 2D και Εικόνα S5).Ως εκ τούτου, ένας πλήρης χάρτης του τρόπου με τον οποίο οι μεταλλάξεις επηρεάζουν βασικούς βιοχημικούς φαινοτύπους της RBD (όπως η δέσμευση ACE και αντισώματος) μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση πιθανών οδών για την εξέλιξη του ιού.Μια προειδοποίηση είναι ότι σε ένα μεγαλύτερο εξελικτικό χρονικό πλαίσιο, όπως παρατηρείται στην ιική ανοσία και τη διαφυγή φαρμάκων, λόγω επιστατικών αλληλεπιδράσεων, ο χώρος ανοχής για μεταλλάξεις μπορεί να αλλάξει (19-21).
Ο πλήρης χάρτης μας επιτρέπει να αξιολογήσουμε τις υπάρχουσες μεταλλάξεις διαφυγής στον κυκλοφορούντα SARS-CoV-2.Ελέγξαμε όλες τις διαθέσιμες αλληλουχίες SARS-CoV-2 που προέρχονται από τον άνθρωπο από τις 11 Ιανουαρίου 2021 και διαπιστώσαμε ότι ένας μεγάλος αριθμός μεταλλάξεων RBD διέφυγε από ένα ή περισσότερα αντισώματα (Εικόνα 3).Ωστόσο, η μόνη μετάλλαξη διαφυγής που υπάρχει σε >0,1% της αλληλουχίας είναι το REGN10933 μετάλλαγμα διαφυγής Y453F [0,3% της αλληλουχίας.βλέπε (12)], REGN10987 μετάλλαγμα διαφυγής N439K [1,7% της αλληλουχίας.βλέπε Εικόνα 1C και (22)], και μετάλλαξη διαφυγής LY-CoV016 K417N (αλληλουχία 0,1%, βλέπε επίσης Εικόνα 1C).Το Y453F σχετίζεται με ανεξάρτητα κρούσματα που σχετίζονται με φάρμες βιζόν στην Ολλανδία και τη Δανία (23, 24).Αξίζει να σημειωθεί ότι η ίδια η ακολουθία βιζόν μερικές φορές περιέχει άλλες μεταλλάξεις διαφυγής, όπως το F486L (24).Το N439K είναι πολύ δημοφιλές στην Ευρώπη και αποτελεί μεγάλο μέρος της ακολουθίας από τη Σκωτία και την Ιρλανδία στην Ευρώπη (22, 25).Το K417N υπάρχει στη γενεαλογία B.1.351 που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στη Νότια Αφρική (10).Μια άλλη μετάλλαξη που προκαλεί ανησυχία είναι το N501Y, το οποίο υπάρχει στο B.1.351 και επίσης στη γενεαλογία B.1.1.7 που αρχικά αναγνωρίστηκε στο ΗΒ (9).Ο χάρτης μας δείχνει ότι το N501Y δεν έχει καμία επίδραση στο αντίσωμα REGN-COV2, αλλά μόνο μέτρια επίδραση στο LY-CoV016 (Εικόνα 3).
Για κάθε συνδυασμό αντισώματος ή αντισώματος, από τις 11 Ιανουαρίου 2021, μεταξύ των 317.866 υψηλής ποιότητας αλληλουχιών SARS-CoV-2 που προέρχονται από τον άνθρωπο στο GISAID (26), η σχέση μεταξύ της βαθμολογίας διαφυγής για κάθε μετάλλαξη και της συχνότητάς της .Είναι σημειωμένο.Η μετάλλαξη διαφυγής κοκτέιλ REGN-COV2 E406W απαιτεί πολλαπλές αλλαγές νουκλεοτιδίων στην ακολουθία RBD Wuhan-Hu-1 και δεν παρατηρείται στην αλληλουχία GISAID.Άλλες μεταλλάξεις του υπολείμματος E406 (E406Q και E406D) παρατηρήθηκαν με μέτρηση χαμηλής συχνότητας, αλλά αυτά τα μεταλλαγμένα αμινοξέα δεν είναι μονονουκλεοτιδικές μεταλλάξεις μακριά από το W.
Όπως αναμενόταν, οι μεταλλάξεις διαφυγής εμφανίζονται συνήθως στη διεπαφή αντισώματος-RBD.Ωστόσο, η δομή από μόνη της δεν αρκεί για να προβλέψει ποιες μεταλλάξεις μεσολαβούν στη διαφυγή.Για παράδειγμα, ο LY-CoV016 χρησιμοποιεί τις βαριές και ελαφριές αλυσίδες του για να συνδεθεί σε ένα ευρύ επίτοπο που επικαλύπτει την επιφάνεια δέσμευσης ACE2, αλλά η διαδικασία διαφυγής περιλαμβάνει μεταλλάξεις στα υπολείμματα RBD στην περιοχή προσδιορισμού της συμπληρωματικότητας βαριάς αλυσίδας (Εικόνα 4Α και Εικόνα S6, E έως ΣΟΛ).Αντίθετα, διαφυγές από τα REGN10933 και REGN10987 συνέβησαν κυρίως στα υπολείμματα RBD που στοιβάζονται στη διεπιφάνεια των βαριών και ελαφρών αλυσίδων αντισώματος (Εικόνα 4Α και Σχήμα S6, Α έως Δ).Η μετάλλαξη E406W που διέφυγε από το μείγμα REGN-COV2 εμφανίστηκε σε υπολείμματα που δεν ήταν σε επαφή με κανένα από τα δύο αντίσωμα (Εικόνα 4, Α και Β).Αν και το E406 είναι δομικά πιο κοντά στο LY-CoV016 (Εικόνα 4Β και Εικόνα S6H), η μετάλλαξη E406W έχει πολύ μικρότερη επίδραση στο αντίσωμα (Εικόνα 1, Β και Γ), υποδεικνύοντας ότι ο συγκεκριμένος δομικός μηχανισμός μεγάλης εμβέλειας είναι αντι-REGN - αντίσωμα COV2 (Εικόνα S6I).Συνοπτικά, οι μεταλλάξεις σε υπολείμματα RBD σε επαφή με αντισώματα δεν προκαλούν πάντα διαφυγή, και ορισμένες σημαντικές μεταλλάξεις διαφυγής συμβαίνουν σε υπολείμματα που δεν έρχονται σε επαφή με αντισώματα (Εικόνα 4Β και Εικόνα S6, D και G).
(Α) Το διάγραμμα διαφυγής που προβάλλεται στη δομή RBD που δεσμεύεται από το αντίσωμα.[REGN10933 and REGN10987: Protein Database (PDB) ID 6XDG (11);LY-CoV016: PDB ID 7C01 (13)].Οι μεταβλητοί τομείς της βαριάς και ελαφριάς αλυσίδας του αντισώματος εμφανίζονται ως μπλε κινούμενα σχέδια και το χρώμα στην επιφάνεια του RBD υποδηλώνει την ισχύ της διαφυγής που προκαλείται από μετάλλαξη σε αυτήν την τοποθεσία (το λευκό υποδηλώνει καμία διαφυγή και το κόκκινο δείχνει την ισχυρότερη θέση διαφυγής του αντισώματος ή του μείγματος) .Οι ιστότοποι που δεν είναι λειτουργικά μεταλλαγμένοι είναι γκριζαρισμένοι.(Β) Για κάθε αντίσωμα, ταξινομήστε τη θέση ως άμεση επαφή αντισώματος (άτομα μη υδρογόνου εντός 4 Α από το αντίσωμα), εγγύς αντίσωμα (4 έως 8 Α) ή άπω αντίσωμα (> 8Α).Κάθε σημείο αντιπροσωπεύει μια τοποθεσία, χωρισμένη σε διαφυγής (κόκκινο) ή μη διαφυγής (μαύρο).Η γκρίζα διακεκομμένη γραμμή αντιπροσωπεύει την κρίσιμη τιμή που χρησιμοποιείται για την ταξινόμηση του ιστότοπου ως διαφυγής ή μη διαφυγής (για λεπτομέρειες, βλ. Υλικά και Μέθοδοι).Οι κόκκινοι και μαύροι αριθμοί υποδεικνύουν πόσες τοποθεσίες σε κάθε κατηγορία έχουν διαφυγή ή χωρίς διαφυγή.
Σε αυτή τη μελέτη, έχουμε χαρτογραφήσει πλήρως τις μεταλλάξεις που αποφεύγουν τα τρία κύρια αντισώματα κατά του SARS-CoV-2.Αυτοί οι χάρτες δείχνουν ότι ο προηγούμενος χαρακτηρισμός των μεταλλάξεων διαφυγής είναι ατελής.Ούτε μεμονωμένες μεταλλάξεις αμινοξέων που μπορούν να ξεφύγουν από τα δύο αντισώματα στο κοκτέιλ REGN-COV2 έχουν εντοπιστεί, ούτε έχουν ταυτοποιηθεί η πλειονότητα των ασθενών με επίμονη μόλυνση που έλαβαν θεραπεία με το κοκτέιλ.μετάλλαξη.Φυσικά, ο χάρτης μας δεν έχει απαντήσει ακόμη στην πιο πιεστική ερώτηση: Θα αναπτύξει ο SARS-CoV-2 εκτεταμένη αντίσταση σε αυτά τα αντισώματα;Αλλά το σίγουρο είναι ότι είναι ανησυχητικό το γεγονός ότι τόσες πολλές μεταλλάξεις διαφυγής έχουν μικρή επίδραση στην αναδίπλωση ή τη συγγένεια των υποδοχέων RBD και υπάρχουν ήδη κάποιες μεταλλάξεις χαμηλού επιπέδου στους κυκλοφορούντες ιούς.Στο τέλος, είναι απαραίτητο να περιμένουμε και να παρατηρήσουμε ποιες μεταλλάξεις θα μεταδώσει ο SARS-CoV-2 όταν εξαπλωθεί στον πληθυσμό.Η εργασία μας θα βοηθήσει την «παρατήρηση» εξηγώντας αμέσως τον αντίκτυπο των μεταλλάξεων που ταξινομούνται από την επιτήρηση του γονιδιώματος του ιού.
Αυτό είναι ένα άρθρο ανοιχτής πρόσβασης που διανέμεται σύμφωνα με τους όρους της άδειας αναφοράς Creative Commons.Το άρθρο επιτρέπει την απεριόριστη χρήση, διανομή και αναπαραγωγή σε οποιοδήποτε μέσο, υπό την προϋπόθεση ότι το πρωτότυπο έργο αναφέρεται σωστά.
Σημείωση: Σας ζητάμε μόνο να δώσετε τη διεύθυνση email σας, ώστε το άτομο που προτείνετε στη σελίδα να γνωρίζει ότι θέλετε να δει το email και ότι δεν είναι ανεπιθύμητο.Δεν θα καταγράψουμε καμία διεύθυνση email.
Αυτή η ερώτηση χρησιμοποιείται για να ελέγξει εάν είστε επισκέπτης και να αποτρέψει την αυτόματη υποβολή ανεπιθύμητων μηνυμάτων.
Tyler N.Starr, Allison J.Greaney, Amin Adetia, William W. Hannon, Manish C. Choudhary (Manish C. Choudhary), Adam S. Dinges (Adam S.
Ο πλήρης χάρτης των μεταλλάξεων SARS-CoV-2 που διαφεύγουν από το μείγμα μονοκλωνικών αντισωμάτων Regeneron βοηθά στην εξήγηση της εξέλιξης του ιού στη θεραπεία ασθενών.
Tyler N.Starr, Allison J.Greaney, Amin Adetia, William W. Hannon, Manish C. Choudhary (Manish C. Choudhary), Adam S. Dinges (Adam S.
Ο πλήρης χάρτης των μεταλλάξεων SARS-CoV-2 που διαφεύγουν από το μείγμα μονοκλωνικών αντισωμάτων Regeneron βοηθά στην εξήγηση της εξέλιξης του ιού στη θεραπεία ασθενών.
©2021 American Association for the Advancement of Science.Όλα τα δικαιώματα διατηρούνται.Η AAAS είναι συνεργάτης των HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef και COUNTER.Science ISSN 1095-9203.
Ώρα δημοσίευσης: Φεβ-24-2021