2020年至今,COVID-19席卷全球,目前已造成世界數(shù)千萬人感染,數(shù)百萬人失去生命。新冠病毒致病機(jī)制是通過病毒表面的刺突蛋白(S蛋白)與肺部上皮細(xì)胞表面ACE2蛋白質(zhì)結(jié)合,隨后,病毒會趁機(jī)侵入人體細(xì)胞。人體內(nèi)也會啟動相應(yīng)的免疫程序,產(chǎn)生針對新冠病毒S蛋白的抗體稱之中和性抗體。它們可以結(jié)合病毒表面S蛋白,阻斷S蛋白與ACE2的結(jié)合,從而阻斷病毒進(jìn)入細(xì)胞。故能夠在血清中檢測中和性抗體的親和力顯得尤為重要以及康復(fù)者或者疫苗注射者血清(漿)內(nèi)中性抗體的結(jié)合力顯得尤為重要。
1. 首先它是發(fā)揮抗病毒效應(yīng)的主要力量;
2. 目前我國對重癥病人和危重癥病人采取康復(fù)者血漿治療;
3. 傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的VNTs,亦或是基于Elisa的sVNTs,都不能提供關(guān)于是通過低濃度弱結(jié)合親和力的NAbs還是低濃度緊密結(jié)合親和力的NAbs來實(shí)現(xiàn)病毒中和的信息;
4. 市面上主流的分子互作系統(tǒng)都是基于表面結(jié)合的原理,而我們知道,在體內(nèi)的結(jié)合并非發(fā)生在結(jié)合表面上,故這些方法不能完全反映出真實(shí)的結(jié)合狀態(tài);
英國劍橋大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)經(jīng)過不懈努力,在Fluidity One-W微流控?cái)U(kuò)散檢測儀后,又推出了一款專門針對病毒檢測的儀器(Fluidity One-W Serum),它可以在血清中(50ul)直接檢測病毒抗體濃度及結(jié)合強(qiáng)弱,該方法不需要固定,能夠在接近生命體的環(huán)境中檢測,得到的數(shù)據(jù)也就更貼近真實(shí)值。
優(yōu)勢
1. 在溶液中檢測,無需表面固定,無非特異性結(jié)合
2. 在更接近天然的狀態(tài)下分析相互作用
3. 直接在最小稀釋血清中進(jìn)行抗體親和力分析和濃度測定,以進(jìn)行全面的免疫反應(yīng)評估
4. 簡單易操作
5. 可以迅速測定蛋白是否降解
6. 可以進(jìn)行化學(xué)計(jì)量學(xué)測定,可以測定分子間結(jié)合比例
7. 一次性芯片減少交叉污染
應(yīng)用案例
案例1
在新冠疫情爆發(fā)前對照血清中測量了重組ACE2和S1結(jié)合的KD值。隨著S1濃度的增加,有效流體動力學(xué)半徑(Rh)也增加了,說明了蛋白質(zhì)復(fù)合物ACE2–S1的有效結(jié)合(圖B)。同樣,在對照血清測量了單克隆Nab和S1結(jié)合的KD值(圖D)。將NAb添加到濃度為10 nM的熒光標(biāo)記的ACE2和濃度為50 nM的S1的混合物中會導(dǎo)致Rh減少,因?yàn)镹Ab1與S1結(jié)合,從而從復(fù)合物中置換出ACE2。通過ACE2-S1和Nab-S1親和力,并基于競爭結(jié)合模型預(yù)測抑制等溫線(圖D紅色),這與實(shí)驗(yàn)得到的抑制等溫線非常一致(圖D黑色)。之后還將該方法應(yīng)用于兩個(gè)新冠呈陽性的病人的血清中。
該款儀器的誕生實(shí)現(xiàn)了溶液中受體結(jié)合競爭分析,可以測定多克隆血清抗體的有效解離常數(shù)(KD)及其濃度;為選擇恢復(fù)期血漿治療供體提供鑒定;為治療性抗體開發(fā)和疫苗開發(fā)的候選先導(dǎo)物提供鑒定。
案例2
使用微流體抗體親和譜分析(MAAP),確定了42名血清陽性患者血漿樣本中抗SARS-CoV-2抗體的總親和力和濃度,其中23名經(jīng)PCR測試確認(rèn)為SARS-CoV2陽性。研究發(fā)現(xiàn),盡管具有相似的抗體濃度,抗RBD抗體的解離常數(shù)(Kd)卻超過了兩個(gè)數(shù)量級,從80 pM到25 nM。該款血清抗體檢測儀(Fluidity One-W Serum)測定結(jié)果與基于細(xì)胞的中和測定法非常吻合。(如上圖)。最后確定了針對SARS-CoV-2的免疫反應(yīng)具有識別其他冠狀病毒的RBD表位的能力,這表明活化的記憶B細(xì)胞可能會產(chǎn)生中和的抗體,即使由其他未來的SARSCoV-2變體觸發(fā)也是如此?贵w濃度和親和力之間的關(guān)系可能會影響血漿置換,并靶向適當(dāng)?shù)谋砦灰赃M(jìn)行有效中和。
從全文結(jié)果來看只有具有非常高的Kd值的患者才應(yīng)被視為血漿置換的獻(xiàn)血者,這是常規(guī)方法無法充分獲取的。故血漿總免疫球蛋白對SARS-CoV-2的親和力可作為評價(jià)SARS-CoV-2免疫應(yīng)答質(zhì)量的指標(biāo),該款血清抗體檢測儀(Fluidity One-W Serum)有助于選擇最有效的樣本進(jìn)行治療性血漿置換。
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