近期爆發的新型冠狀病毒肺炎（COVID-19，對應的病毒為SARS-CoV-2）突出了開發有效治療方法的重要性。在近期的公眾號中，我們向大家介紹了“人民的希望”瑞德西韋的工作機制[1]，在此，我們結合疫苗、血清、多肽和單抗的研究案例，向大家繼續介紹靶向病毒的大分子治療和我們的解決方案是如何推動下一代治療研究的。
No.1針對MERS的疫苗優化研究
中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)，是近年來第二個造成大規模人群傳染的冠狀病毒，相較于SARS病毒，其致死率高、發病快，因此急需研發有效的疫苗用于被動免疫。在2015年由NIH的Barney S. Graham主導的研究中，科學家評價和比較了靶向MERS的多種疫苗方案[2]。
基于DNA和蛋白為免疫原的免疫流程，圖片源自參考資料2。
圍繞MERS冠狀病毒的刺突蛋白(S)，研究構建了多種cDNA和蛋白免疫原，分別通過電轉和配合佐劑的形式免疫小鼠。為了提升研究的安全性，科學家建立了帶有化學發光報告基因的假病毒體系。通過檢測由病毒感染所致的化學發光，研究利用可溶性DPP4（MERS 靶點）和DPP4抗體驗證了假病毒的功能。
MERS假病毒功能性驗證，左圖：基于過表達技術驗證DPP4過表達提升病毒的感染能力，Huh7.5內源性高表達DPP4。中圖：基于可溶性DPP4的競爭實驗。右圖：利用DPP4抗體抑制假病毒的感染。假病毒的化學發光檢測基于96-well white/black Isoplate微孔板和Microbeta平臺。圖片源自參考資料2。
借助假病毒體系，研究追蹤和評價了不同免疫策略產生的血清的中和能力和針對多種MERS病毒株的交叉中和能力。從結果可以看出，全程S1蛋白和2X S DNA-S1蛋白的免疫方案所獲得的抗體最為有效，且能中和多種MERS病毒株。通過進一步的競爭實驗和血清吸附實驗，研究證實不同的免疫流程得到的血清靶向的S蛋白位置也不一樣。與經典的微量中和實驗(Microneutralization)相比，研究證實假病毒體系評價抗體中和能力更為敏感，靈敏度約有一個數量級的提升。通過解析抗體的亞型，研究發現基于S DNA的免疫方案能誘導IgG2a為主導的免疫反應，而S1蛋白刺激則產生IgG1為主導的免疫反應。在小鼠中，IgG2a的出現反映了Th1型免疫反應，促進了抗病毒相關因子如interferon-γ的釋放，提升了T細胞介導的抗病毒反應。因此，相較于蛋白，基于DNA的疫苗可以通過建立T輔助細胞免疫應答來更有效的控制病毒感染。
血清的交叉中和能力檢測。假病毒的化學發光檢測基于96-well white/black Isoplate微孔板和Microbeta平臺。圖片源自參考資料2。
對應的，在非人靈長類動物（印度恒河猴）模型上，全程S1蛋白和2X S DNA-S1蛋白的免疫方案產生的中和抗體滴度優越于基于全程DNA的免疫方案。病毒接種后，相較于對照組，免疫組動物顯著降低肺部病理指標。疫苗中DNA免疫原的引入更是進一步緩解肺部的損傷情況，并加速了康復過程。
基于非人靈長類動物（印度恒河猴）模型的疫苗評價。上圖：免疫流程。下左圖：動物血清中和實驗，基于96-well white/black Isoplate微孔板和Microbeta平臺。下右圖：通過CT評價疫苗的保護作用。圖片源自參考資料2。