單思思：新冠疫苗攻關200天

何澍之 黃沐瑤 丁莉莎

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

為習總書記做“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。單思思的導師張林琦教授，在新發突發傳染病研究領域深耕已30余年，新冠肺炎疫情在武漢暴發后，“我們立刻決定，要以最快速度、盡最大努力應對這種病毒！”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。“回學校后，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。”大年三十晚上，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，習近平總書記到清華考察新冠肺炎防控科研攻關工作，在單思思所在的醫學科學樓A206實驗室，她作為代表為總書記做新冠抗體的酶聯免疫吸附實驗（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。”單思思解釋，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（即結合）在酶標板中。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，把多余的“肉片”切掉。最后，把未結合的抗體洗掉，蓋上“面包片”，加入二抗與抗體進行反應。

二抗上攜帶的酶，能在加入底物（即可以與特異的酶結合的物質）后產生有顏色的產物，顏色的深淺反映了與抗體結合的二抗數量的多少，也間接反映了與病毒蛋白結合的抗體數量的多少。“由于加入的抗體存在濃度梯度，呈現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合數量越多，結合能力越強，更可能有較好的效果。”單思思解釋道。

“這個實驗過程很復雜，需要持續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。但是當板子顯出顏色時，我就放心了。”

奮戰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化酶2（ACE2）受體結合，就會促進病毒膜和細胞膜的融合，從而入侵人體。

“這個實驗過程很復雜，需要持續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，病毒就開始大量復制，對人體造成傷害。解析“鑰匙”與“鎖”的具體關系，對于闡述病毒入侵機制、疫苗的理性設計、分離強效新冠抗體具有指導意義。

3月30日，經過多日奮戰，單思思作為共同第一作者的論文在《自然》（Nature）雜志上發表，該研究解析了新冠病毒表面刺突糖蛋白受體結合區（receptor-binding?domain，RBD）與人受體ACE2蛋白復合物的晶體結構，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細胞侵染的結構基礎及分子機制。

基于這一理論成果，在經歷無數次的失敗后，單思思所在團隊已從新冠肺炎恢復期患者的體內，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合區進行結構改造和優化，并采用黑猩猩腺病毒作為載體研發了新冠疫苗。

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制。當這個載體將S蛋白運進人體細胞后，人體免疫系統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嚴陣以待，就可以把病毒消滅在人體細胞之外，實現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蛋白的任務后就自行解體了，不會在人體內復制作亂。

如今，團隊參與研發的黑猩猩腺病毒載體新冠疫苗，已在北京大興建設了產業化基地，進入臨床二期階段。

相較于其他疫苗技術路線而言，腺病毒疫苗有其獨到之處。目前大規模接種的滅活病毒疫苗，其優點是安全性高，但將整個病毒滅活打到體內會分散免疫活性，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的抗體反應，并調動細胞免疫，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狀，單思思表示，團隊已經在研發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在研發和生產中了，他們針對突變株的S蛋白，通過研究人體內產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構），進行疫苗的正向、反向設計，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，科學工作者另外一項重要使命，就是要把前沿的科學知識傳播給大眾。學業之余，她擔任了醫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挑戰賽等。

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

單思思認為，科學工作者另外一項重要使命，就是要把前沿的科學知識傳播給大眾。

單思思參加以聯合國可持續發展目標為主題的開放創新馬拉松挑戰賽時，她框定了HIV預防的主題。挑戰賽的老師笑著說：“這太難了，不要做這個。”單思思很不服氣，決心在艾滋病方面找到一個務實的、可實施的項目。

艾滋病最初被發現時屬于不治之癥，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行程度較差，這導致極易產生耐藥性，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”，她設計了便攜的智能藥盒hivecteor（HIV+vector），作為患者、醫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，醫生能夠收到患者的服藥記錄，并進行復診交流，藥廠能夠了解藥物本身的服用情況。她帶領團隊在24小時內完成了這個從無到有的項目，并最終斬獲了“清華——日內瓦大學社會創新交換項目獎學金”。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：“科研成果不應該是實驗室中冷冰冰的數據和論文，而應該成為改善生活質量、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，我還要為這個目標繼續奮斗！”

目前，單思思已博士研究生畢業，她以博士后的身份繼續在清華大學全球健康與傳染病研究中心進行科學研究。單思思立志要把論文寫在祖國大地上，作為一名科研攻關的“戰士”，她正致力于研究新冠病毒突變株對抗體的影響，研發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，自己將繼續踏踏實實做科研，做有意義、能夠惠及大眾的研究。

責任編輯：丁莉莎