新冠病毒的肆虐引發(fā)了對疫苗的迫切需要,疫苗研發(fā)從常規(guī)的8~10年縮短至1~2年,對加速整個疫苗研發(fā)及工藝流程提出了新的技術(shù)要求。作為疫苗研發(fā)的神器,Octet®分子互作分析系統(tǒng)在新冠疫苗研發(fā)中大顯神威,知名的幾個新冠疫苗研發(fā)過程中都有它的身影,而且Octet®采用的生物層干涉(BLI)技術(shù)也是美國藥典中用于結(jié)合活性和定量檢測的標(biāo)準(zhǔn)方法,能夠從以下幾個方面加速疫苗研發(fā):
疫苗的快速濃度測定
疫苗的結(jié)合活性研究
疫苗效果評價和機制研究
殘留物測試
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(nèi)完成,檢測濃度范圍在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定,非常適合疫苗生產(chǎn)的中間過程以及成品快速Q(mào)C。
只需要四步:
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;
用樣品的基質(zhì)平衡, 1-2分鐘;
結(jié)合含有分析物的樣品,2-5分鐘;
分析:根據(jù)結(jié)合曲線的起始斜率計算樣品濃度。
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®在測結(jié)合活性方面具備更多優(yōu)勢:
實時非標(biāo)記,直接檢測疫苗和受體的結(jié)合,沒有洗滌步驟的干擾
測試速度快,一般10分鐘內(nèi)結(jié)束
可以計算結(jié)合速率常數(shù)和解離速率常數(shù),對結(jié)合活性更加定量化
與其他技術(shù)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(jié)合是非常強的,解離明顯慢于野生型S蛋白。
mRNA新冠疫苗BNT162b2(輝瑞&BioNTech),也使用Octet®檢測其表達產(chǎn)物與ACE2的親和力(nM級別),并且和已知中和抗體B38也有結(jié)合,說明其維持了中和抗體表位。所以,Octet®可以通過檢測結(jié)合活性來對mRNA疫苗的基因序列進行篩選。
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(biāo)。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(jié)合信號獲知抗體的結(jié)合能力。傳統(tǒng)方法只能獲得效價,而無法獲得抗體的結(jié)合能力。Octet®可以在1個小時內(nèi)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(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。