如何利用非標記分子互作技術實現(xiàn)疫苗的高效研發(fā)

疫苗濃度的快速測定

將針對疫苗的受體或抗體固化在傳感器上，然后快速檢測疫苗效價（濃度），整個實驗可以在10分鐘內完成，檢測濃度范圍在0.1 - 1000 ug/mL，覆蓋疫苗生產過程中的濃度范圍，樣品往往不需要稀釋。目前BLI技術廣泛用于HPV以及流感等疫苗的濃度測定，非常適合疫苗生產的中間過程以及成品快速QC。
 

生物膜層干涉技術的對疫苗濃度測定過程（以流感疫苗為例）^[2]

只需要四步：

1. 將能夠結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. 用樣品的基質平衡， 1-2分鐘；
3. 結合含有分析物的樣品，2-5分鐘；
4. 分析：根據(jù)結合曲線的起始斜率計算樣品濃度。

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流感疫苗不同濃度下的結合曲線	流感疫苗的濃度與信號的標準曲線

  某疫苗生產企業(yè)用BLI技術（藍色）和ELISA（紅色）檢測發(fā)酵上清中某型HPV疫苗，對比發(fā)現(xiàn)，兩者的結果非常接近，并且BLI速度較快，所以BLI技術已替代ELISA用于HPV疫苗生產中間控制。

新冠疫苗結合活性研究

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

• 實時非標記，直接檢測疫苗和受體的結合，沒有洗滌步驟的干擾
• 測試速度快，一般10分鐘內結束
• 可以計算結合速率常數(shù)和解離速率常數(shù)，對結合活性更加定量化
• 與其他技術相比，無流路，操作簡便，通量高，維護簡單，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®檢測該疫苗與ACE2的結合是非常強的，解離明顯慢于野生型S蛋白^[3]。
 
全球第一個上市的mRNA新冠疫苗BNT162b2（輝瑞&BioNTech），也使用Octet®檢測其表達產物與ACE2的親和力（nM級別），并且和已知中和抗體B38也有結合^[4]，說明其維持了中和抗體表位。所以，Octet®可以通過檢測結合活性來對mRNA疫苗的基因序列進行篩選。
  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（疫苗表達產物）檢測親和力，兩者的親和力在nM級別。

疫苗評價——血清中抗體效價的確定

針對疫苗的免疫血清的效價測試也是判斷疫苗免疫原性的重要指標。一般將疫苗固化在傳感器上，直接檢測不同稀釋度的免疫動物/人血清，快速檢測血清中抗體的效價，并可以通過計算解離常數(shù)或者結合信號獲知抗體的結合能力。傳統(tǒng)方法只能獲得效價，而無法獲得抗體的結合能力。Octet®可以在1個小時內完成80份血清樣品的檢測。
 
疫苗評價——保護性抗原表位檢測

通過檢測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象，并判斷誘導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蛋白的疫苗構造體與已知結合表位的抗體的親和力測定，選擇盡可能與所有中和抗體結合的疫苗構造體^[6]。

疫苗誘導的中和抗體評估

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新冠疫苗第三針有用嗎？幾千個Octet數(shù)據(jù)告訴你

疫苗研發(fā)中殘留物的測試

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Octet® Anti-CHO HCP Kit | Sartorius

Webinar

作為成熟的分析方法，Octet®已協(xié)助包括新冠疫苗在內的多種疫苗的研究和開發(fā)，應用于多個關鍵環(huán)節(jié)，包括表位設計、識別及特征分析，病原體多樣性和分布，抗體親和力測定，宿主免疫反應特征、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：基于非標記分子互作技術的高效疫苗研發(fā)策略 Summary

• BLI法利用疫苗的結合速率，可快速測定疫苗效力或者產量
• 直接檢測粗樣品，適合檢測亞單位（蛋白，多糖）疫苗，滅活或者減活病毒疫苗的生產過程中間控制
• 寬廣的線性檢測范圍，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
• 全自動且步驟少，可以保證良好的重復性
• 基于結合動力學的檢測更直接，結果更準確
• 可以信號放大，從而檢測HCP等殘留物

 

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-參考文獻-

1. 2021版美國藥典，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);