乙型肝炎病毒(HBV)每年導致全球超過80萬人死亡。在亞洲和撒哈拉以南非洲等許多發展中地區,它仍是一個威脅全球健康的因素。HBV傾向于在人肝細胞中顯現和復制,并且主要從母親到后代進行垂直傳播。此外,暴露于受感染的體液(即共用針頭,與感染者性交)也會導致傳播。
HBV屬于Hepadnaviridae病毒家族的雙鏈DNA(dsDNA)病毒,疫苗已接種近四十年。然而,常規HBV疫苗接種方案依賴于肌肉內由S.derevisiae細胞轉染產生的小乙型肝炎表面(SHBs)蛋白。值得注意的是,SHBs只是三種主要治療HBV抗原中的一種,并且文獻表明針對剩下的兩個抗原表位,即pre-S1和pre-S2表位,可能會帶來有效的優勢。

最近,Yu-Ching Lee博士使用OpenSPR的局域表面等離子體共振技術獲得了所需的關鍵數據,并發表文章“S17抗體與乙型肝炎病毒pre-S2表位的功能性結合區域的相互作用”,研究過程中用OpenSPR獲得的數據探測了單鏈可變片段(scFv)抗體與pre-S2表位之間的相互作用,其可能增強了現有HBV免疫治療的方案。
摘要
HBV由三種主要的病毒包膜蛋白組成,稱為乙型肝炎表面蛋白(HBs),它由226個氨基酸殘基的小乙型肝炎表面蛋白(SHBs),281個殘留的中間乙型肝炎表面蛋白(MHBs)和400個殘留大型乙型肝炎表面蛋白(LHBs)。傳統的疫苗接種方案是在20世紀80年代發展起來的,它是圍繞著SHBs的肌肉組織,其中轉染的酵母細胞是該抗原的制造者,隨后將其配置成商業免疫治療劑。然而,接種疫苗后無應答者的人數很多,這就是為什么需要找出更有效的免疫保護方法的原因。
文章表明,在免疫治療法中使用MHBs和LHBs(分別為pre-S1和pre-S2表位)已在鼠模型中被證明是有效的預防性的疫苗接種方案。先前的研究還表明,pre-S1/S表位的引入也可以為更持久的HBV感染提供有效的干預。具體來說,pre-S2抗原表位被認為是乙肝病毒對肝細胞的一種主要調節劑,是HB病毒入侵肝細胞的標志。值得注意的是,患者暴露于pre-S2表位引發比其他上述表位表現出更高的免疫應答;該多肽的殘基123-145因與有效中和作用相關而臭名昭著。通過這種方式,pre-S2的表位與工程化抗體的相互作用已成為免疫學家的熱門研究。
在這篇文章中,研究人員采用噬菌體表面呈現技術從HBV患者中分離人scFv,隨后通過ELISA和Western Blots選擇主要候選物進一步分析pre-S2表位。在scFv抗體用流式細胞術和免疫細胞化學染色后,S17被用于計算機模擬和表面等離子體共振(SPR)檢測。
分析
表面等離子體共振研究的結果表明,scFv S17是HBV病毒包膜上發現的針對pre-S2表位的非常強的中和劑。因此需要注意的是,完整的IgG分子結構的結合可能會提高親和力。
OpenSPR對此項研究的幫助
OpenSPR具有操作簡單、不受溫度及緩沖液折射率影響、出結果速度快,檢測穩定靈敏等特點,本研究利用OpenSPR的表面等離子體共振(SPR)技術快速的確定了pre-S2表位和scFv抗體S17之間的相互作用。實驗將pre-S2肽固定在鏈霉抗生物素蛋白傳感器上,并在OpenSPR系統上進行抗體-抗原反應實驗。通過使用OpenSPR,作者能夠確定S17抗體與固定的pre-S2表位之間相互作用的動力學數據(結合和解離速率常數,平衡常數和親和力)。 SPR結合曲線顯示S17在與pre-S2相互作用方面是有效的,并且來自該實驗的定量數據表明平衡解離常數(KD)為4.2x10-8M。由該研究產生的結果表明scFv S17抗體可以作為通過靶向HBV pre-S2表位的有效免疫治療劑,并且可以轉化為改進的針對HBV感染的疫苗接種方案。通過使用OpenSPR,研究人員能夠從他們自己的工作平臺獲得SPR數據,這有助于他們加快研究并更快地發布他們的發現。
SPR是一項無標記的檢測技術,研究人員可以定量分析兩種生物分子之間的結合。 SPR技術使我們能夠確定相互作用的kon,koff和KD,與僅提供終點測量的其他技術如pull-down實驗相比,更能深入了解分子間的相互作用。 SPR不僅對于發表文章是必要的,而且對于許多醫學和醫學研究領域的發展也是必要的,如下圖所示,近幾年,依靠SPR數據發表的文章數量呈顯著增長。

Scientific publications involving SPR have increased drastically over the years. SPR has become fundamental for publications while traditional techniques like Western Blots are becoming less important