如何利用非標(biāo)記分子互作技術(shù)實(shí)現(xiàn)疫苗的高效研發(fā)

疫苗濃度的快速測(cè)定

將針對(duì)疫苗的受體或抗體固化在傳感器上，然后快速檢測(cè)疫苗效價(jià)（濃度），整個(gè)實(shí)驗(yàn)可以在10分鐘內(nèi)完成，檢測(cè)濃度范圍在0.1 - 1000 ug/mL，覆蓋疫苗生產(chǎn)過程中的濃度范圍，樣品往往不需要稀釋。目前BLI技術(shù)廣泛用于HPV以及流感等疫苗的濃度測(cè)定，非常適合疫苗生產(chǎn)的中間過程以及成品快速Q(mào)C。
 

生物膜層干涉技術(shù)的對(duì)疫苗濃度測(cè)定過程（以流感疫苗為例）^[2]

只需要四步：

1. 將能夠結(jié)合病毒的受體或者抗體固化在傳感器上（比如唾液酸糖是流感病毒的受體），1-3分鐘；
2. 用樣品的基質(zhì)平衡， 1-2分鐘；
3. 結(jié)合含有分析物的樣品，2-5分鐘；
4. 分析：根據(jù)結(jié)合曲線的起始斜率計(jì)算樣品濃度。

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流感疫苗不同濃度下的結(jié)合曲線	流感疫苗的濃度與信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)曲線

  某疫苗生產(chǎn)企業(yè)用BLI技術(shù)（藍(lán)色）和ELISA（紅色）檢測(cè)發(fā)酵上清中某型HPV疫苗，對(duì)比發(fā)現(xiàn)，兩者的結(jié)果非常接近，并且BLI速度較快，所以BLI技術(shù)已替代ELISA用于HPV疫苗生產(chǎn)中間控制。

新冠疫苗結(jié)合活性研究

基于重組蛋白或者mRNA的新冠疫苗一般是Spike蛋白結(jié)構(gòu)域，與受體ACE2的結(jié)合活性可反映其構(gòu)象的正確性，是產(chǎn)生中和抗體的前提。Octet®在測(cè)結(jié)合活性方面具備更多優(yōu)勢(shì)：

• 實(shí)時(shí)非標(biāo)記，直接檢測(cè)疫苗和受體的結(jié)合，沒有洗滌步驟的干擾
• 測(cè)試速度快，一般10分鐘內(nèi)結(jié)束
• 可以計(jì)算結(jié)合速率常數(shù)和解離速率常數(shù)，對(duì)結(jié)合活性更加定量化
• 與其他技術(shù)相比，無流路，操作簡(jiǎn)便，通量高，維護(hù)簡(jiǎn)單，耗材便宜

Novavax公司的NVX-CoV2373是一種新冠納米顆粒疫苗，由三聚體的全長(zhǎng)的SARS-CoV-2的S蛋白和Matrix-M1佐劑組成，已獲批上市。S1/S2亞基剪切位點(diǎn)682-RRAR-685突變到682-QQAQ-685，以及位于CH的986/987位氨基酸殘基突變成了脯氨酸。Octet®檢測(cè)該疫苗與ACE2的結(jié)合是非常強(qiáng)的，解離明顯慢于野生型S蛋白^[3]。
 
全球第一個(gè)上市的mRNA新冠疫苗BNT162b2（輝瑞&BioNTech），也使用Octet®檢測(cè)其表達(dá)產(chǎn)物與ACE2的親和力（nM級(jí)別），并且和已知中和抗體B38也有結(jié)合^[4]，說明其維持了中和抗體表位。所以，Octet®可以通過檢測(cè)結(jié)合活性來對(duì)mRNA疫苗的基因序列進(jìn)行篩選。
  Octet ® RED384系統(tǒng)，用SA傳感器固化avitag的ACE2-PD，用proG傳感器固化抗體，與不同濃度的P2 S（疫苗表達(dá)產(chǎn)物）檢測(cè)親和力，兩者的親和力在nM級(jí)別。

疫苗評(píng)價(jià)——血清中抗體效價(jià)的確定

針對(duì)疫苗的免疫血清的效價(jià)測(cè)試也是判斷疫苗免疫原性的重要指標(biāo)。一般將疫苗固化在傳感器上，直接檢測(cè)不同稀釋度的免疫動(dòng)物/人血清，快速檢測(cè)血清中抗體的效價(jià)，并可以通過計(jì)算解離常數(shù)或者結(jié)合信號(hào)獲知抗體的結(jié)合能力。傳統(tǒng)方法只能獲得效價(jià)，而無法獲得抗體的結(jié)合能力。Octet®可以在1個(gè)小時(shí)內(nèi)完成80份血清樣品的檢測(cè)。
 
疫苗評(píng)價(jià)——保護(hù)性抗原表位檢測(cè)

通過檢測(cè)疫苗與一系列已知表位的中和抗體的親和力，獲知疫苗是否保持了正確的構(gòu)象，并判斷誘導(dǎo)中和抗體表位的能力。主要用于亞單位疫苗和VLP疫苗。 基于RSV F蛋白的疫苗構(gòu)造體與已知結(jié)合表位的抗體的親和力測(cè)定，選擇盡可能與所有中和抗體結(jié)合的疫苗構(gòu)造體^[6]。

疫苗誘導(dǎo)的中和抗體評(píng)估

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新冠疫苗第三針有用嗎？幾千個(gè)Octet數(shù)據(jù)告訴你

疫苗研發(fā)中殘留物的測(cè)試

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Octet® Anti-CHO HCP Kit | Sartorius

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作為成熟的分析方法，Octet®已協(xié)助包括新冠疫苗在內(nèi)的多種疫苗的研究和開發(fā)，應(yīng)用于多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括表位設(shè)計(jì)、識(shí)別及特征分析，病原體多樣性和分布，抗體親和力測(cè)定，宿主免疫反應(yīng)特征、多樣性和分布，核酸和分子病原體-宿主相互作用研究，以及治療藥物及臨床研究等。

了解更多基于Octet®的疫苗研發(fā)策略，觀看講座：基于非標(biāo)記分子互作技術(shù)的高效疫苗研發(fā)策略 Summary

• BLI法利用疫苗的結(jié)合速率，可快速測(cè)定疫苗效力或者產(chǎn)量
• 直接檢測(cè)粗樣品，適合檢測(cè)亞單位（蛋白，多糖）疫苗，滅活或者減活病毒疫苗的生產(chǎn)過程中間控制
• 寬廣的線性檢測(cè)范圍，大多數(shù)樣品不需要稀釋，或者稀釋倍數(shù)較低，最大程度減少稀釋帶來的誤差
• 全自動(dòng)且步驟少，可以保證良好的重復(fù)性
• 基于結(jié)合動(dòng)力學(xué)的檢測(cè)更直接，結(jié)果更準(zhǔn)確
• 可以信號(hào)放大，從而檢測(cè)HCP等殘留物

 

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-參考文獻(xiàn)-

1. 2021版美國(guó)藥典，通則， 通則

2. Universal label-free In-process Quantification of Influenza Virus-like particles[J]. Biotechnology Journal, 2017:1700031.

3. SARS-CoV-2 spike glycoprotein vaccine candidate NVX-CoV2373 elicits immunogenicity in baboons and protection in mice.www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.29.178509v1

4. A prefusion SARS-CoV-2 spike RNA vaccine is highly immunogenic and prevents lung infection in non-human primates. bioRxiv, doi:https://doi.org/10.1101/2020.09.08.280818

5. Adjuvants and the vaccine response to the DS-Cav1-stabilized fusion glycoprotein of respiratory syncytial virus.PLoS ONE 12(10): e0186854.

6. Structure-Based Design of a Fusion Glycoprotein Vaccine for Respiratory Syncytial Virus.Science 342, 592 (2013);