與病毒競速！曹云龍入選《自然》年度十大人物

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文｜江河

12月14日，Nature雜志公布2022年度“十大人物”（Nature’s 10）。作為唯一華人，北京大學生物醫學前沿創新中心（BIOPIC）謝曉亮課題組副研究員、北京昌平實驗室領銜科學家曹云龍入選。

對于曹云龍的工作，Nature給出的評語是，新冠病毒預測者。他追蹤了新冠病毒的演化，并預測了導致新變異株產生的部分突變。

曹云龍 圖源：北大

預測者

2022年，奧密克戎在全球流行，打破了病毒的單一進化規律，多種亞型株不斷變異出現并顯示出很強的免疫逃逸能力。尤其值得注意的是，今年8月份以來，上百種突變株在全球范圍內同時出現。

奧密克戎的變異株仍在快速涌現，不同支系紛繁復雜。但曹云龍與團隊成員持續追蹤觀察發現，病毒的突變正在呈趨同趨勢。

現有證據表明，新冠病毒奧密克戎支系目前的演化是由中和抗體導致的免疫逃逸壓力主導的。曹云龍受到美國進化生物學家Jesse Bloom研究的啟發，開發了一種高通量方法來追蹤病毒是如何進化以逃避成百上千種抗體的。據Nature引述曹云龍說法，如果使用傳統技術，這個過程需要數年時間，而他們僅僅用數周就完成了。

曹云龍表示，“利用大量不同變異株感染者抗體逃逸圖譜，我們可以分析出在不同的免疫背景下，分別是哪些RBD（受體結合結構域）突變有利于病毒逃逸最多的強效中和抗體，并較準確地預測出不同毒株的突變趨勢”。

曹云龍與團隊成員構建了基于中和抗體免疫壓力的新冠病毒RBD進化趨勢預測模型。他們于7月基于模型構建出的假病毒與隨后10月、11月大量出現的新變異株相似度極高，相關預測很快在病毒實際發生的進化中得到驗證。

這一結果表明，新冠在群體免疫壓力下所產生的突變是可以被預測的。那么通過預測可能出現的變異株并構建出相應的假病毒，可以提前設計開發疫苗和抗體藥物以應對未來可能出現的疫情。

與病毒競速

曹云龍2014年本科畢業于浙江大學竺可楨學院物理學專業，2019年獲得哈佛大學化學博士學位，師從謝曉亮。2020年回國前，主要從事單細胞組學特別是甲基化研究及測序技術研發。他發明了高度靈敏的單細胞CABERNET甲基化測序技術并已將之應用于細胞發育和分化中DNA甲基化研究及癌癥早篩。

新冠疫情的暴發改變了曹云龍的研究方向。他投身到免疫學和病毒學領域，并將科研重點迅速轉變到新冠病毒及其相關抗體藥物和疫苗研究中。

利用課題組在單細胞測序技術領域的特長，科研團隊快速從新冠康復者B細胞中篩選出大量新冠病毒高效中和抗體，發現的DXP-604是國際上為數極少的對所有變異株特別是奧密克戎株有效的中和抗體。然而在后續的臨床開發過程中，發現DXP-604被奧密克戎新變異株所逃逸。“這促使我們反思，對于新冠這類快速突變的病毒，抗體的廣譜性與中和活性同樣重要、甚至更加重要”，曹云龍解釋道，“抗體的廣譜性不僅取決于抗體本身的生化特性，同時也取決于病毒的突變規律和進化方向”。

隨后科研團隊從接種了新冠疫苗的非典康復者中篩選出了一對廣譜中和抗體——SA55和SA58。其中，SA55是目前國際上已知唯一處于臨床階段的，對包括BQ.1.1和XBB等株在內的所有當前流行株都有效的抗體。SA55是一個非常“稀缺”的抗體，在目前的人群免疫背景中幾乎不存在類似的抗體。這意味著其對應逃逸位點目前幾乎不存在免疫壓力，因此很難進化出可以逃逸SA55的突變株。

新冠疫情暴發以來，曹云龍以第一作者或共同通訊在Nature、Cell、Lancet Infectious Diseases等雜志發表10余篇關于新冠病毒免疫研究的重要論文。今年1月，曹云龍入選了《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。

曹云龍表示，“除了正在研發的廣譜中和抗體藥物，我們還將致力于研制可以克服既往“免疫印跡”干擾影響的廣譜疫苗，從而互補地提供對新冠疫情的全方位防護。”

Nature年度十大人物

其他9位入選者分別是：

“天空獵手”——美國國家航空航天局（NASA）戈達德航天中心天文學家Jane Rigby。她在將詹姆斯·韋伯太空望遠鏡送入太空并正常工作方面發揮了關鍵作用。

“氣候革命者”——孟加拉國達卡國際氣候變化與發展中心主任Saleemul Huq。他幫助迫使富裕國家為氣候變化造成的損失和破壞買單。

“烏克蘭之聲”——聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）烏克蘭代表團團長Svitlana Krakovska。她提出了地緣政治與化石燃料間的關聯。

“猴痘警衛員”——尼日利亞尼日爾三角洲大學的傳染病醫生Dimie Ogoina。他的研究幫助世界其他地區抗擊該病毒。

“長新冠關注者”——“患者主導研究合作組織”的創始成員Lisa McCorkell。這個組織的成員是一群研究人員，專門開展關于長新冠的研究并為這類研究提供信息。

“墮胎調查員”——美國加州大學舊金山分校人口學家Diana Greene Foster。在美國最高法院允許各州禁止墮胎后，她開始追蹤其后果。

“危機外交家”——聯合國秘書長安東尼奧·古特雷斯（António Guterres）。他代表人類的良知大膽發聲。

“異種移植開路先鋒”——美國馬里蘭大學醫學院外科教授Muhammad Mohiuddin。這位外科醫生和他的團隊將第一顆經過基因編輯的豬心臟移植到人體中。