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自然|《自然》年度科学人物公布，他凭“新冠预测者”成唯一入选中国人

自然抗体新型冠状肺炎

自然|《自然》年度科学人物公布，他凭“新冠预测者”成唯一入选中国人

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自然|《自然》年度科学人物公布，他凭“新冠预测者”成唯一入选中国人

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自然|《自然》年度科学人物公布，他凭“新冠预测者”成唯一入选中国人

12月中旬 ， 《自然》杂志“2022年度十大人物榜单”出炉 ， 榜单旨在评选出10位在这一年重大科学事件中占一席之地的人物 。
北京大学研究员曹云龙 ， 成为此次入选的唯一一名中国人 。

《自然》给出的入选理由是：曹云龙帮助追踪新冠病毒的演化 ， 并预测了导致新变异株产生的部分突变 ， 在全球公共卫生问题上作出突出贡献 。
曹云龙本身主要从事的是单细胞组学 ， 特别是甲基化研究及测序技术研发 。
2019年博士毕业后 ， 突如其来的疫情 ， 让他不得不对自己的研究方向做出调整 。
没想到 ， 这个转变 ， 既锻炼了他 ， 更成就了他 。
一场疫情 ， 让他转变了自己的研究方向和新冠病毒交手 ， 是曹云龙此前从未想过的事 。
2014年 ， 曹云龙从浙江大学竺可桢学院物理专业毕业 ， 随后 ， 到美国哈佛大学攻读化学博士学位 。 2019年年底 ， 在导师、生物物理化学家谢晓亮的影响下 ， 曹云龙从美国回到中国 ， 希望跟随导师继续从事单细胞基因组学方面的相关研究 。 也就在这个时候 ， 新冠肺炎疫情暴发了 。

曹云龙
有关那一年 ， 曹云龙印象最深的是：受疫情影响 ， 实验室的技术人员和学生们都相继离开了 。 面对工作停滞的压力 ， 他们不得已 ， 开始考虑其他的研究方向 。
用曹云龙自己的话说：“我从没想过我有一天会涉足免疫学和病毒学 。 ”
但新冠疫情来势汹汹 ， 当意识到他所专长的技术能用来研究新冠病毒时 ， 曹云龙几乎没怎么犹豫 ， 立刻跟着导师着手相关方面的研究 。 而他们最出色的成果之一 ， 就是系统性地揭示了奥密克戎株的免疫逃逸机制 。
2021年年末 ， 新冠病毒变异株奥密克戎出现 。
奥密克戎变异株BA.2、BA.2.12.1、BA.4、BA.5的接连出现及其免疫逃逸效应对疫苗接种的预防效果和抗体药物的治疗效果提出了严峻挑战 。 而新变异株的受体结合能力和逃逸能力亟待研究 。
2021年12月 ， 曹云龙和团队成员通过开发的高通量深度突变扫描技术 ， 描绘出新冠中和抗体的逃逸突变谱 ， 发现超过85%的新冠原始株诱导的中和抗体被奥密克戎株BA.1逃逸 ， 并具体解释了奥密克戎株免疫逃逸机制 。

基于高通量突变扫描技术的RBD中和抗体表位分类与逃逸位点识别
随后 ， 他们又在国际上首次揭示了BA.2.12.1和BA.4/5刺突蛋白结构和体液免疫逃逸特性、奥密克戎突变株“免疫印迹”分子机制的系统性研究结果 。 相关成果于2022年6月发表在《自然》杂志 。
这一系列研究 ， 都让学界对病毒突变和人们抗体免疫应答反应的关联更加清晰 ， 并为新冠疫苗研发方向的调整提供了重要的数据参考 。
要跑在新冠病毒前面疫情暴发以来 ， 我们最常听到的一句话就是：要跑在新冠病毒前面 。
想达到这个目的 ， 弄清楚奥密克戎株的免疫逃逸机制只是一方面 。 病毒不停在变异 ， 如果能准确预测出新冠病毒的变异趋势 ， 那我们的很多工作就能提前展开 。
此前的一系列研究表明 ， 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 。 曹云龙和团队成员意识到 ， 如果能利用好基于大量不同变异株感染者抗体逃逸图谱 ， 就可以分析出在不同的免疫背景下 ， 分别是哪些奥密克戎变株受体结合域（RBD）突变有利于病毒逃逸最多的强效中和抗体 ， 并较为准确地预测出不同毒株的突变趋势 。

新冠病毒RBD趋同进化突变热点
顺着这个思路 ， 曹云龙和团队成员一起构建了一个基于中和抗体免疫压力的新冠病毒RBD进化趋势预测模型 ， 并发现 ， 由于病毒演化主要受机体免疫压力的影响 ， 集中的免疫压力也促进了病毒的趋同进化 。
基于此 ， 他们利用这一模型在2022年7月构建出了一种“假病毒” ， 与之后10月、11月现实中大量出现的新变异株相似度非常高 ， 之前的相关预测也很快在病毒实际发生的进化中得到验证 。 这一成果 ， 在国际上引发了强烈反响 。
曹云龙和团队成员们的成功预测 ， 证明了新冠在群体免疫压力下所产生的突变是可以被预测的 。 只要模型设计合理 ， 通过预测可能出现的变异株并构建出相应的“假病毒” ， 就可以提前设计、开发疫苗和抗体药物来应对未来可能出现的疫情 。


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