何澍之 黃沐瑤 丁莉莎

2020年3月2日，習(xí)近平總書記到清華考察新冠肺炎防控科研攻關(guān)工作，在單思思所在的醫(yī)學(xué)科學(xué)樓A206實驗室，她作為代表為總書記做新冠抗體的酶聯(lián)免疫吸附實驗（ELISA）演示。

為習(xí)總書記做“三明治”

單思思讀博期間主要進行傳染病與免疫相關(guān)研究，包括病毒入侵機制的研究，以及病毒抗體和疫苗的研發(fā)。單思思的導(dǎo)師張林琦教授，在新發(fā)突發(fā)傳染病研究領(lǐng)域深耕已30余年，新冠肺炎疫情在武漢暴發(fā)后，“我們立刻決定，要以最快速度、盡最大努力應(yīng)對這種病毒！”張教授堅毅地說。

2020年1月15日，張林琦教授迅速組建攻關(guān)團隊，剛放假回到家才一天的單思思主動請纓，第一個報名參加。

與父母告別后，她踏上列車回校?！盎貙W(xué)校后，各種實驗安排得很滿，”單思思說，“大家都拿出了百米沖刺的勁頭，也做好了跑馬拉松的準備?！贝竽耆砩?，捧著師姐送來的餃子，單思思和父母簡短通話后，又爭分奪秒地投入研究，直至凌晨。

2020年3月2日，習(xí)近平總書記到清華考察新冠肺炎防控科研攻關(guān)工作，在單思思所在的醫(yī)學(xué)科學(xué)樓A206實驗室，她作為代表為總書記做新冠抗體的酶聯(lián)免疫吸附實驗（ELISA）演示。這個實驗可以檢測抗體是否能和病毒蛋白很好地結(jié)合，從而檢驗抗體是否有良好效果。

“這個實驗就像是做三明治?！眴嗡妓冀忉?，新冠病毒的抗體，就好比三明治中間的“肉片”，新冠病毒的蛋白和能結(jié)合新冠病毒抗體的抗體（即第二抗體，簡稱二抗）就是“面包片”，“制作三明治”的過程是這樣的：首先，將“面包片”取出，放到“砧板”上，也就是將新冠病毒的蛋白包被（即結(jié)合）在酶標(biāo)板中。然后，將“肉片”放到“面包片”上。這兩步是在總書記來的前一天進行的。第二天，將不同濃度的抗體加到里面和病毒蛋白反應(yīng)，把多余的“肉片”切掉。最后，把未結(jié)合的抗體洗掉，蓋上“面包片”，加入二抗與抗體進行反應(yīng)。

二抗上攜帶的酶，能在加入底物（即可以與特異的酶結(jié)合的物質(zhì)）后產(chǎn)生有顏色的產(chǎn)物，顏色的深淺反映了與抗體結(jié)合的二抗數(shù)量的多少，也間接反映了與病毒蛋白結(jié)合的抗體數(shù)量的多少?！坝捎诩尤氲目贵w存在濃度梯度，呈現(xiàn)的黃色也會有梯度的深淺變化，顏色越深，就表示抗體與新冠病毒蛋白的結(jié)合數(shù)量越多，結(jié)合能力越強，更可能有較好的效果?！眴嗡妓冀忉尩馈?/p>

“這個實驗過程很復(fù)雜，需要持續(xù)5個多小時，給總書記展示的是最后的顯色部分，時間大概有3～5分鐘，”單思思回憶，“剛開始，我很緊張，心跳加速。但是當(dāng)板子顯出顏色時，我就放心了?！?h3>奮戰(zhàn)200天，疫苗讓病毒的“鑰匙”開不了“鎖”

冠狀病毒（coronavirus）的表面有一圈釘子一樣的突起，在電子顯微鏡下看起來像皇冠，病毒的名字也由此而來。這些釘子樣的突起被稱為棘突，棘突蛋白（Spike?Protein，下文簡稱S蛋白）如果與細胞表面的血管緊張素轉(zhuǎn)化酶2（ACE2）受體結(jié)合，就會促進病毒膜和細胞膜的融合，從而入侵人體。

“這個實驗過程很復(fù)雜，需要持續(xù)5個多小時，給總書記展示的是最后的顯色部分，時間大概有3～5分鐘”

如果把新冠病毒的S蛋白比喻成“鑰匙”，把人體的ACE2受體比喻成“鎖”，那么病毒進入人體細胞的過程，就是用“鑰匙”打開人體ACE2的“鎖”。進入細胞后，病毒就開始大量復(fù)制，對人體造成傷害。解析“鑰匙”與“鎖”的具體關(guān)系，對于闡述病毒入侵機制、疫苗的理性設(shè)計、分離強效新冠抗體具有指導(dǎo)意義。

3月30日，經(jīng)過多日奮戰(zhàn)，單思思作為共同第一作者的論文在《自然》（Nature）雜志上發(fā)表，該研究解析了新冠病毒表面刺突糖蛋白受體結(jié)合區(qū)（receptor-binding?domain，RBD）與人受體ACE2蛋白復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，準確定位出二者的相互作用位點，闡明了新冠病毒刺突糖蛋白介導(dǎo)細胞侵染的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)及分子機制。

基于這一理論成果，在經(jīng)歷無數(shù)次的失敗后，單思思所在團隊已從新冠肺炎恢復(fù)期患者的體內(nèi)，成功分離出200余株具有高效中和能力的抗新冠病毒單克隆抗體及其編碼基因。其中，兩株抗體已經(jīng)進入臨床試驗并顯示出良好的保護效果。單思思所在團隊也對新冠病毒刺突蛋白的受體結(jié)合區(qū)進行結(jié)構(gòu)改造和優(yōu)化，并采用黑猩猩腺病毒作為載體研發(fā)了新冠疫苗。

如果能把S蛋白這個“鑰匙”的基因拎出來，搭載到改造后的腺病毒載體上，該病毒載體入靶細胞后病毒不能復(fù)制。當(dāng)這個載體將S蛋白運進人體細胞后，人體免疫系統(tǒng)就會迅速組裝出專門針對這個S蛋白的專用殺傷武器——新冠病毒抗體。等到新冠病毒來的時候，人體的專用武器已經(jīng)嚴陣以待，就可以把病毒消滅在人體細胞之外，實現(xiàn)針對新冠病毒的免疫保護。而腺病毒載體被改造為單程車，完成運送S蛋白的任務(wù)后就自行解體了，不會在人體內(nèi)復(fù)制作亂。

如今，團隊參與研發(fā)的黑猩猩腺病毒載體新冠疫苗，已在北京大興建設(shè)了產(chǎn)業(yè)化基地，進入臨床二期階段。

相較于其他疫苗技術(shù)路線而言，腺病毒疫苗有其獨到之處。目前大規(guī)模接種的滅活病毒疫苗，其優(yōu)點是安全性高，但將整個病毒滅活打到體內(nèi)會分散免疫活性，疫苗的有效時間也會相對較短。而腺病毒疫苗能夠引起強而持續(xù)的抗體反應(yīng)，并調(diào)動細胞免疫，達到長期的免疫效果。

針對各種新冠病毒突變株層出不窮的現(xiàn)狀，單思思表示，團隊已經(jīng)在研發(fā)多款針對突變株的廣譜新冠抗體，效果良好。在疫苗方面，雖然基于腺病毒載體的新冠疫苗對突變株的效果會有所下降，但仍有一定的保護作用。而且團隊的第二代疫苗已經(jīng)在研發(fā)和生產(chǎn)中了，他們針對突變株的S蛋白，通過研究人體內(nèi)產(chǎn)生的抗體是否有不受突變株影響的保守表位（即在突變株或原始株中基本沒有變化的序列和結(jié)構(gòu)），進行疫苗的正向、反向設(shè)計，提高疫苗的保護能力。

“我想讓更多的科研成果走出實驗室”

單思思認為，科學(xué)工作者另外一項重要使命，就是要把前沿的科學(xué)知識傳播給大眾。學(xué)業(yè)之余，她擔(dān)任了醫(yī)療健康等課程的助教，走訪地方疾控中心了解艾滋病患者的生活，參加SDG挑戰(zhàn)賽等。

單思思在清華大學(xué)“科學(xué)企業(yè)家”課程項目建立之初，便積極加入到第一批博士團助教中，跟老師一起設(shè)計課程框架、撰寫行研報告和進行課程小結(jié)。此課程是針對企業(yè)家們開設(shè)的，旨在打造全球前沿科技與中國金融資本的深度對話平臺，助力學(xué)員把握科技時代脈搏，塑造面向未來的新一代科學(xué)企業(yè)家。

單思思認為，科學(xué)工作者另外一項重要使命，就是要把前沿的科學(xué)知識傳播給大眾。

單思思參加以聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)為主題的開放創(chuàng)新馬拉松挑戰(zhàn)賽時，她框定了HIV預(yù)防的主題。挑戰(zhàn)賽的老師笑著說：“這太難了，不要做這個?！眴嗡妓己懿环?，決心在艾滋病方面找到一個務(wù)實的、可實施的項目。

艾滋病最初被發(fā)現(xiàn)時屬于不治之癥，雞尾酒療法問世后，艾滋病患者的壽命得以大幅延長，但因為需要吃各種藥物來控制病毒，這種療法副作用較大。治療中，因為藥物多，艾滋病患者按照治療計劃進行服藥的執(zhí)行程度較差，這導(dǎo)致極易產(chǎn)生耐藥性，給患者的治療帶來較大影響。

于是，單思思將主題定為“艾滋病治療中的用藥依從性”，她設(shè)計了便攜的智能藥盒hivecteor（HIV+vector），作為患者、醫(yī)生乃至藥廠的集合交流平臺，患者能夠收到按時吃藥的提醒，醫(yī)生能夠收到患者的服藥記錄，并進行復(fù)診交流，藥廠能夠了解藥物本身的服用情況。她帶領(lǐng)團隊在24小時內(nèi)完成了這個從無到有的項目，并最終斬獲了“清華——日內(nèi)瓦大學(xué)社會創(chuàng)新交換項目獎學(xué)金”。巧合的是，他們答辯的日子正是12月1日——世界艾滋病日。

單思思說：“科研成果不應(yīng)該是實驗室中冷冰冰的數(shù)據(jù)和論文，而應(yīng)該成為改善生活質(zhì)量、提高生活水平的有力工具，我想讓更多的研究成果走出實驗室，我還要為這個目標(biāo)繼續(xù)奮斗！”

目前，單思思已博士研究生畢業(yè)，她以博士后的身份繼續(xù)在清華大學(xué)全球健康與傳染病研究中心進行科學(xué)研究。單思思立志要把論文寫在祖國大地上，作為一名科研攻關(guān)的“戰(zhàn)士”，她正致力于研究新冠病毒突變株對抗體的影響，研發(fā)對突變株具有廣譜中和活性的保護性抗體，也在進行一些其他的課題。談及未來，她表示，自己將繼續(xù)踏踏實實做科研，做有意義、能夠惠及大眾的研究。

責(zé)任編輯：丁莉莎