來源：丁香學術

自 2019 年底新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）首次出現，已迅速演變為全球大流行，嚴重威脅公共衛生安全。病毒持續傳播中不斷積累突變，產生了多個具有不同抗原特性的變異株，如 Alpha、Beta、Delta 及 Omicron 等，因其能逃逸抗體中和作用，降低療效，對現有疫苗和治療性單克隆抗體（mAbs）構成挑戰。尤其是 Omicron 變異株及其子代如 XBB.1.5 和 JN.1，因其在受體結合域（RBD）上的關鍵突變增強了與宿主細胞受體 ACE2 的結合能力，并降低對多種治療性抗體的敏感性。這促使科研人員思考：如何前瞻性識別廣譜中和抗體（bnAbs），以應對病毒變異和免疫逃逸。

在此背景下，科研人員不僅需要關注當前流行的變異株，還需前瞻性地研究未來可能出現的變異株，為此，北京大學生物醫學前沿創新中心/昌平實驗室/北大-清華生命科學聯合中心曹云龍研究員團隊開展了深入研究，通過深入分析這些變異株的抗原性和病毒學特性，以評估其對現有疫苗和免疫策略的潛在影響，以及通過預測病毒進化趨勢，篩選出具有廣譜中和潛力的抗體。

2025 年 6 月 5 日，曹云龍研究員在The Lancet Infectious Diseases上發表了題為

「Antigenic and virological characteristics of SARS-CoV-2 variants BA.3.2, XFG, and NB.1.8.1」

圖 1: The Lancet Infectious Diseases

該研究通過收集接種過 mRNA 疫苗的小鼠血清及既往感染或接種疫苗后的人類血漿樣本，綜合運用假病毒中和實驗、表面等離子共振技術以及基因測序等手段，深入分析了 SARS-CoV-2 變異株 BA.3.2、XFG 和 NB.1.8.1 的抗原性和病毒學特性。

圖 2: SARS-CoV-2 變異株 BA.3.2、XFG 和 NB.1.8.1 的抗原學與病毒學特征

研究不僅評估了這些變異株對疫苗誘導抗體及人類血漿抗體的中和敏感性，還測定了變異株的受體結合域（RBD）與人類 ACE2 受體的結合親和力，并通過構建抗原圖譜直觀展示了變異株間的抗原性差異。

同時，結合關鍵突變的分析，該研究進一步揭示了突變如何協同作用影響病毒的傳播力和免疫逃逸能力，為理解 SARS-CoV-2 的變異機制、評估疫苗有效性以及指導未來疫情防控策略提供了科學依據。

此外，2025 年 6 月 10 日，曹云龍研究員聯合美國莫德納公司 Laura M. Walker、中國科學院生物物理研究所王祥喜共同通訊在Nature Microbiology上發表了題為

「Viral evolution prediction identifies broadly neutralizing antibodies to existing and prospective SARS-CoV-2 variants」

圖 3: Nature Microbiology

本研究聚焦于利用深度突變掃描（DMS）技術預測 SARS-CoV-2 受體結合域（RBD）的進化趨勢，以識別并篩選出能夠中和多種現有及未來可能出現的 SARS-CoV-2 變異株的廣譜中和抗體（bnAbs）。

遵循「預測-篩選-驗證」的研究思路，研究團隊首先回顧性分析了大量由 SARS-CoV-2 野生型感染誘導的單克隆抗體（mAbs），這些抗體來自 7 個不同的免疫歷史群體，總計 7018 個 mAbs。通過中和實驗，評估了這些 mAbs 對多種 SARS-CoV-2 變異株（包括 B.1、BA.1、BA.2、BA.5、BQ.1.1、XBB.1.5 等）的中和活性。

在這個過程中，研究團隊特別關注那些能夠中和多種變異株的 mAbs，這些抗體被認為具有廣譜中和潛力。

為了更系統地篩選廣譜中和抗體，研究團隊利用 DMS 技術預測了 SARS-CoV-2 RBD 的潛在突變熱點。通過整合抗體 DMS 逃逸譜、密碼子偏好性、人 ACE2 結合以及 RBD 表達影響等信息，構建了 RBD 上的熱點圖譜。

基于這些預測和進一步篩選，研究團隊發現了一組具有廣譜中和潛力的 mAbs，其中 BD55-1205 表現尤為突出。BD55-1205 不僅對多種現有 SARS-CoV-2 變異株表現出高效的中和活性，而且對未來可能出現的變異株也具有一定的中和潛力。

此外，研究團隊利用冷凍電鏡技術解析了 BD55-1205 與 RBD 的復合物結構，揭示了 BD55-1205 與 RBD 之間的相互作用模式，包括關鍵的氫鍵和疏水相互作用，這些相互作用共同賦予了 BD55-1205 廣譜中和活性。

圖 4: BD55-1205 廣泛反應性的結構基礎

最后，為了驗證篩選出的廣譜中和抗體在體內的效果，研究人員將編碼 BD55-1205 的 mRNA 封裝在脂質納米顆粒（LNP）中，并通過靜脈注射的方式遞送給小鼠模型，評估了其在體內的表達水平和中和活性，為其作為治療性抗體的臨床應用提供了科學依據。

綜上所述，這一系列研究不僅加深了我們對 SARS-CoV-2 變異機制的理解，也為開發更有效的疫苗和治療性抗體提供了重要科學依據。

參考文獻：

1. Guo C, et al. Antigenic and virological characteristics of SARS-CoV-2 variants BA.3.2, XFG, and NB.1.8.1. Lancet Infect Dis. 2025 Jun 5.

2. Jian F, et al. Viral evolution prediction identifies broadly neutralizing antibodies to existing and prospective SARS-CoV-2 variants. Nat Microbiol. 2025 Jun 10.

通訊作者：

曹云龍，現任北京大學生物醫學前沿創新中心、昌平實驗室以及北大-清華生命科學聯合中心研究員，2022 年入選《麻省理工科技評論》2021 年度中國「35 歲以下科技創新 35 人」榜單，同年獲得國家自然科學基金委優秀青年科學基金資助，同年入選《自然》2022 年度十大人物（Nature's 10）榜單。主要從事 B 細胞適應性免疫應答研究以及抗體藥物與疫苗設計，特別是在 SARS-CoV-2 病毒變異以及廣譜中和抗體的開發方面取得了顯著成果，是多項 SARS-CoV-2 RBD 特異性抗體專利的發明人。

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