中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所任麗麗團(tuán)隊(duì)與高毅勤團(tuán)隊(duì)合作建立基于高通量結(jié)構(gòu)預(yù)測的病毒受體結(jié)合力評(píng)估工具

2026年4月25日，我所任麗麗團(tuán)隊(duì)與高毅勤團(tuán)隊(duì)合作在Nature Communications雜志在線發(fā)表題為“RAISE: A computational tool for evaluating sarbecovirus spillover potential”的研究論文（https://www.nature.com/articles/s41467-026-72327-6）。該研究建立了一個(gè)名為RAISE（Receptor binding domain-hACE2 Interaction Scoring Evaluation）的計(jì)算評(píng)估框架，用于定量評(píng)估冠狀病毒與人類受體的結(jié)合潛力，為動(dòng)物源冠狀病毒跨種風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了新的計(jì)算工具。

動(dòng)物冠狀病毒跨種曾導(dǎo)致多次人類重大新發(fā)傳染病，其能否跨越物種屏障感染人類的一個(gè)關(guān)鍵步驟是其刺突蛋白能否與人類受體結(jié)合。自然界中存在大量動(dòng)物源冠狀病毒，如何對(duì)其與人類受體結(jié)合能力進(jìn)行計(jì)量評(píng)估，從而識(shí)別潛在風(fēng)險(xiǎn)病毒，是新發(fā)傳染病防控中的重要科學(xué)問題。針對(duì)這一問題，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了RAISE模型，該模型輸入病毒RBD和人ACE2氨基酸序列，利用AlphaFold進(jìn)行高通量結(jié)構(gòu)預(yù)測與相互作用評(píng)分，對(duì)RBD與人ACE2的結(jié)合能力進(jìn)行計(jì)算。研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)分析了124種sarbecovirus RBD，并結(jié)合生物層干涉技術(shù)和假病毒入侵實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果顯示，RAISE可將sarbecovirus區(qū)分為三類：可結(jié)合人ACE2、不具備結(jié)合人ACE2潛力、以及處于中間狀態(tài)的“hACE2-poised”，即通過少量氨基酸突變后獲得人ACE2結(jié)合能力。團(tuán)隊(duì)利用已發(fā)表的病毒受體親和力數(shù)據(jù)及深度突變掃描數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證了模型的可靠性。該模型還可拓展至merbecovirus與人DPP4受體結(jié)合能力的計(jì)算，證明具有一定的普適性。該研究建立的RAISE模型為動(dòng)物源冠狀病毒溢出傳播風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估提供了快速、可擴(kuò)展的計(jì)算工具，為新發(fā)突發(fā)傳染病防控提供了新的研究工具。

圖. RAISE模型技術(shù)路線、Sarbecovirus RBD系統(tǒng)發(fā)育分析和受體結(jié)合測定

任麗麗研究員與高毅勤研究員為論文共同通訊作者， 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所 黃鶴研究員、昌平實(shí)驗(yàn)室孔魯鵬副研究員、 中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院病原生物學(xué)研究所 博士研究生朱彥之和戴越為論文共同第一作者。研究得到國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新群體項(xiàng)目和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)與健康科技創(chuàng)新工程項(xiàng)目支持。

本期編輯：Chem