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与病毒竞速！曹云龙入选《自然》年度十大人物

2022.12.15

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/12/491188.shtm

文｜江河

12月14日，Nature杂志公布2022年度“十大人物”（Nature’s 10）。作为唯一华人，北京大学生物医学前沿创新中心（BIOPIC）谢晓亮课题组副研究员、北京昌平实验室领衔科学家曹云龙入选。

对于曹云龙的工作，Nature给出的评语是，新冠病毒预测者。他追踪了新冠病毒的演化，并预测了导致新变异株产生的部分突变。

曹云龙图源：北大

预测者

2022年，奥密克戎在全球流行，打破了病毒的单一进化规律，多种亚型株不断变异出现并显示出很强的免疫逃逸能力。尤其值得注意的是，今年8月份以来，上百种突变株在全球范围内同时出现。

奥密克戎的变异株仍在快速涌现，不同支系纷繁复杂。但曹云龙与团队成员持续追踪观察发现，病毒的突变正在呈趋同趋势。

现有证据表明，新冠病毒奥密克戎支系目前的演化是由中和抗体导致的免疫逃逸压力主导的。曹云龙受到美国进化生物学家Jesse Bloom研究的启发，开发了一种高通量方法来追踪病毒是如何进化以逃避成百上千种抗体的。据Nature引述曹云龙说法，如果使用传统技术，这个过程需要数年时间，而他们仅仅用数周就完成了。

曹云龙表示，“利用大量不同变异株感染者抗体逃逸图谱，我们可以分析出在不同的免疫背景下，分别是哪些RBD（受体结合结构域）突变有利于病毒逃逸最多的强效中和抗体，并较准确地预测出不同毒株的突变趋势”。

曹云龙与团队成员构建了基于中和抗体免疫压力的新冠病毒RBD进化趋势预测模型。他们于7月基于模型构建出的假病毒与随后10月、11月大量出现的新变异株相似度极高，相关预测很快在病毒实际发生的进化中得到验证。

这一结果表明，新冠在群体免疫压力下所产生的突变是可以被预测的。那么通过预测可能出现的变异株并构建出相应的假病毒，可以提前设计开发疫苗和抗体药物以应对未来可能出现的疫情。

与病毒竞速

曹云龙2014年本科毕业于浙江大学竺可桢学院物理学专业，2019年获得哈佛大学化学博士学位，师从谢晓亮。2020年回国前，主要从事单细胞组学特别是甲基化研究及测序技术研发。他发明了高度灵敏的单细胞CABERNET甲基化测序技术并已将之应用于细胞发育和分化中DNA甲基化研究及癌症早筛。

新冠疫情的暴发改变了曹云龙的研究方向。他投身到免疫学和病毒学领域，并将科研重点迅速转变到新冠病毒及其相关抗体药物和疫苗研究中。

利用课题组在单细胞测序技术领域的特长，科研团队快速从新冠康复者B细胞中筛选出大量新冠病毒高效中和抗体，发现的DXP-604是国际上为数极少的对所有变异株特别是奥密克戎株有效的中和抗体。然而在后续的临床开发过程中，发现DXP-604被奥密克戎新变异株所逃逸。“这促使我们反思，对于新冠这类快速突变的病毒，抗体的广谱性与中和活性同样重要、甚至更加重要”，曹云龙解释道，“抗体的广谱性不仅取决于抗体本身的生化特性，同时也取决于病毒的突变规律和进化方向”。

随后科研团队从接种了新冠疫苗的非典康复者中筛选出了一对广谱中和抗体——SA55和SA58。其中，SA55是目前国际上已知唯一处于临床阶段的，对包括BQ.1.1和XBB等株在内的所有当前流行株都有效的抗体。SA55是一个非常“稀缺”的抗体，在目前的人群免疫背景中几乎不存在类似的抗体。这意味着其对应逃逸位点目前几乎不存在免疫压力，因此很难进化出可以逃逸SA55的突变株。

新冠疫情暴发以来，曹云龙以第一作者或共同通讯在Nature、Cell、Lancet Infectious Diseases等杂志发表10余篇关于新冠病毒免疫研究的重要论文。今年1月，曹云龙入选了《麻省理工科技评论》2021年度中国“35岁以下科技创新35人”榜单。

曹云龙表示，“除了正在研发的广谱中和抗体药物，我们还将致力于研制可以克服既往“免疫印迹”干扰影响的广谱疫苗，从而互补地提供对新冠疫情的全方位防护。”

Nature年度十大人物