COVID-19
的出現,使全球的公共衛生面臨了嚴峻的挑戰。盡快開發針對SARS-CoV-2的藥物和疫苗是科學家們的當務之急。根據以往的經驗,具有病毒中和能力的單克隆抗體在這兩方面應用都具有很好的潛力。本文將為大家介紹由美國國立衛生研究院(NIH),
美國疾病預防控制中心(CDC), MedImmune 等權威機構及制藥公司開發及推薦的快速篩選病毒中和抗體的新方法。
病毒中和抗體的功能研究主要涉及兩方面:病毒結合和中和能力。抗體結合能力通常采用ELISA、生物膜干涉技術 (Biolayer
Interferometry,
BLI)、流式細胞術(FACS)等方法研究。抗體中和能力通常通過假病毒報告基因或病毒蝕斑減少中和實驗(PRNT)來評估。但以上幾種方法均存在各自的弊端與局限性(見下表),難以滿足嚴峻疫情下快速高通量篩選的迫切要求。因此,開發快速有效地檢測抗體結合和功能的方法,將有助于評估和篩選靶向病毒的抗體。
近年來,研究者們開發出了一種稱為“HINT” (High Content Imaging-Based Neutralization Test)的方法,通過高內涵成像設備對微孔板中的熒光標記樣本進行高速成像和分析,快速得出反映抗體結合與中和能力的實驗數據。
SARS-CoV-2
于2020年2月11日被WHO正式命名。它也是繼SARS-CoV(嚴重急性呼吸綜合征病毒)和MERS-CoV(中東呼吸綜合征病毒)之后人類歷史上第三種可引發致命疾病的冠狀病毒。這里我們就以NIH在2019年發表的一篇文章為例,給大家詳細介紹研究者們如何用Celigo全視野細胞掃描分析儀開展HINT實驗來檢測和評估MERS-CoV中和抗體的功能的(點擊文末“閱讀全文”下載文獻) 。
MERS-CoV與SARS-CoV-2
的病毒結構類似,在病毒顆粒表面均具有突刺(S)蛋白。S蛋白的原聚體包括兩個部分,一個是頭部區域(S1),有助于病毒的附著;另一個是莖區(S2),包括融合復合物。MERS-CoV
S1進一步分為與宿主細胞受體二肽基肽酶-4(DPP4)結合的受體結合域(RBD)與N-末端結構域(NTD)[1,2]。由于RBD涉及到受體結合,所以目前很多抗體開發都集中于MERS-CoV的RBD
[3,4,5]。隨著對全長MERS-CoV S蛋白三聚體的結構解析
[6,7],其他區域也成為了潛在的抗體靶點。許多開發出的單克隆抗體在動物模型中已經顯示出治療潛力
[3,4,5,8],而且多克隆抗體也在I期臨床中被證明具有安全性 [9],但是尚無MERS-CoV特異性抗體被批準在人體使用。
研究者們利用Celigo全視野細胞掃描分析儀開發了一種高通量蛋白結合抑制檢測方法,能直接通過圖像和分析判斷蛋白或抗體與靶細胞的結合能力。Celigo可以在明場和熒光通道中直接捕獲和分析微孔板中用熒光抗體標記的細胞圖像,避免了細胞裂解或胰酶消化等過程對細胞自然狀態的干擾。Celigo的操作流程十分簡單,不需要特殊的材料或耗時的維護。
研究設計思路
