为应对新型冠状病毒（2019-nCoV）暴发带来的大流行威胁，WHO将此事件宣布为“国际关注的突发公共卫生事件”(PHEIC)，冠状病毒的刺突糖蛋白（The CoV spike (S) glycoprotein）是应急疫苗、治疗性抗体的研发和临床诊断的关键靶点。

2月16日，来自美国得克萨斯大学奥斯汀分校的Jason S. McLellan研究团队在生物学预印本BioRxiv上发表文章Cryo-EM Structure of the 2019-nCoV Spike in the Prefusion Conformation，通过冷冻电镜技术解析了新冠病毒侵染机体的关键组分——S蛋白的近原子分辨率结构，揭开关键分子受体利于提高对传染致病力的认识，并有针对性地设计特效药和疫苗；研究者还利用其生物物理和结构证据表明新冠病毒结合人体ACE2（宿主细胞受体血管紧张素转化酶2）与亲和力高于SARS病毒；并且测试了三种研发用于结合SARS-CoV突刺蛋白的单克隆抗体，发现这些抗体对2019-nCoV突刺蛋白均无效。

新冠病毒主要利用S蛋白进入宿主细胞，根据其基因组序列，研究人员在体外表达出S蛋白，并通过亲和层析和凝胶排阻层析进行体外蛋白纯化，采用冷冻电镜获得其3.5 A高分辨率的结构（图1），其作用结构域的动态变化会影响S1和S2亚基的构象。通过对该结构的分析，研究者们们发现S1亚基中的RBD会进行铰链状运动，此移动特点在SARS-CoV、MERS-CoV和猪流行性腹泻病毒结构运动中均出现过。但新冠病毒中RBD（Receptor-binding domain）结构更接近于S蛋白三聚体的中心点，其中1个RBP会产生向上螺旋突出状，从而使S蛋白形成可轻易与宿主受体ACE2结合的空间构象，这也说明此结构可能是新冠肺炎病毒别比SARS病毒传染性更强的原因之一。

▲图1 A 2019nCoV主结构示意图

B 新型冠状病毒预融合结构图

研究者们通过进行动力学检测进一步确认了新型冠状病毒结合ACE2的亲和力要远高于SARS病毒的亲和能力（>10~20倍）（图2），进一步解释了该病毒能够快速人传人的原因。

▲图2 新型冠状病毒对于人体ACE2具有高亲和性

研究人员还通过测试3种已发表的SARS-CoV RBD特异性单克隆抗体（S230、m396和80R），发现它们与2019-nCoV突刺蛋白没有明显的结合，这表明两种病毒RBD之间的抗体交叉反应性可能受到限制，该结果与为新型冠状病毒S蛋白作为未来抗体分离与临床治疗方案的设计提供了重要的理论参考基础。

https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.02.11.944462v1