3月3日，国际学术期刊PLoS Pathogens在线发表了中科院上海巴斯德研究所黄忠课题组与中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所国家蛋白质科学中心（上海）丛尧课题组合作的研究论文“Structural Basis for Recognition of Human Enterovirus 71 by a Bivalent Broadly Neutralizing Monoclonal Antibody”。该研究采用高分辨率冷冻电镜技术并结合生化分析，揭示了抗肠道病毒71（EV71）单克隆抗体D5结合以及抑制病毒的结构基础。
据统计，中国每年有数百万儿童感染手足口病。手足口病主要由肠道病毒感染导致，EV71是最主要的致病原，也是导致重症手足口病的罪魁祸首。目前，EV71灭活疫苗刚被批准上市，尚无用于治疗EV71感染的特异性药物。课题组前期自主研发的抗EV71单抗D5具有强大体外抗病毒活性（Journal of virological methods 2012, 186:193-197; Journal of Virology 2015, 89:12084-12095），可用于进一步开发抗EV71药物，但对于该抗体的作用机制及其结构基础的了解并不清楚。
高分辨率冷冻电镜技术是揭示生物大分子作用机制的有效手段。黄忠研究员与丛尧研究员密切合作，指导博士后叶晓华和樊晨等实验室成员，利用单颗粒分析法解析出D5抗体与EV71病毒颗粒复合物的高分辨率（4.8 ？）三维结构，该分辨率在用冷冻电镜技术解析病毒与抗体复合物的领域相当罕见。结构分析显示，D5抗体可以跨越病毒的两重对称轴，以双价的方式结合在成熟病毒颗粒上，该种双价结合方式很可能具有稳固病毒颗粒、阻碍病毒构象变化的作用，从而抑制后续的病毒基因组释放。进一步分析表明，D5抗体的结合表位为病毒VP1蛋白的GH loop，该表位在不同EV71亚型间极度保守，并且直接参于病毒与其受体SCARB2蛋白的相互作用。因此，抑制病毒与脱衣壳受体的相互作用是D5抗体的一个主要作用机制。同时，功能实验显示D5抗体不仅可以在体外中和多种不同基因型的EV71毒株，而且在体内完全保护小鼠免于致死剂量的EV71病毒感染。该研究揭示了广谱保护性抗体D5结合EV71病毒并抑制其感染的结构基础，从而促进了基于D5的抗EV71单抗药物的开发。
研究工作得到了国家蛋白质科学中心（上海）冷冻电镜系统及计算系统、清华大学张林琦教授和普渡大学江文教授的大力支持。该研究得到了中国科学院人才计划，中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金委，国家科技部、上海市科委、中国博士后基金和中科院上海生命科学研究院博士后基金等项目的资助。
原文链接：http://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1005454
（A）EV71成熟病毒颗粒与完整D5 Fab形成复合物的冷冻电镜结构；（B）EV71成熟病毒颗粒与D5 IgG片段形成复合物的冷冻电镜结构；（C-D）D5抗体在小鼠模型上对致死剂量EV71病毒感染具有预防保护效果，提高存活率（C），减少临床症状（D）。
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