疫苗研究人员的道路发光:发光报道者病毒检测中和抗体

开发一种安全,有效,易于制造和分布式的疫苗是一个艰巨的任务。然而,这正是响应Covid-19大流行所需要的。

疫苗开发,安全性和疗效测试需要时间。腮腺炎疫苗被认为是有史以来最快的传染病疫苗,其开发需要从样品收集到许可(2)。然而,有许多原因可以预测Covid-19疫苗的更快开发:研究人员以前所未有的方式合作,大多数Covid-19科学出版物都是免费的,以便获得并常用于预印刷品。截至2020年8月11日,全球研究人员在开发中有超过165名疫苗候选者,其中30名是人类临床试验的某种阶段(1)。科学家可获得的疫苗制剂的范围扩展到包括RNA和DNA疫苗,复制缺陷的腺病毒疫苗,灭活或杀死的疫苗和亚基蛋白质疫苗。同样重要的是,疫苗开发人员和研究人员可以更好地获得强大的分子生物学工具,如生物发光记者,可以更快地测试和开发。

SARS-COV-2嵌合受体结合域与其受体人ACE2络合的结构
SARS-COV-2嵌合受体结合结构域与其受体人ACE2络合的结构。来源:尚,j。等等。RCSB PDB.

疫苗靶标:SARS-COV-2穗蛋白

目前对SARS-COV-2开发的大多数疫苗都集中在SARS-COV-2穗蛋白上。这是从病毒包络突出的蛋白质,并允许其结合靶细胞表面上的血管紧值转换酶2(ACE2)受体。病毒S蛋白质和ACE2受体之间的这种相互作用触发了病毒与宿主细胞的细胞膜(3)的融合。科学家们已经从人血清中分离中和抗体,该血清与SARS尖峰蛋白的受体结合结构域(RBD)结合,表明尖峰蛋白是产生有效免疫应答(4)的可行靶标。

疫苗开发的重要部分是确保疫苗不仅有效引发免疫应答,而且它也是安全的。疫苗应该产生免疫应答,使病毒感染和引起疾病的能力,但不是一种对宿主造成损害的反应。为了确定疫苗产生的免疫应答的疗效和安全性,研究人员转向模型生物。由于Covid-19是一种呼吸系统疾病,研究人员和疫苗开发人员希望确保疫苗中和病毒复制而不会损坏可能发现病毒的细腻气道和组织。

伪病毒中和测定

假型病毒颗粒或假病毒使研究人员能够表征疫苗引发的免疫应答。假型病毒颗粒含有已知的“亲本病毒”的包络蛋白,其中母体结合蛋白被交换为感兴趣的病毒的结合蛋白(在这种情况下,SARS-COV-2的S蛋白)。假型病毒颗粒通常还携带报告基因,通常是编码荧光素酶或荧光蛋白的基因。记者监测pseudovirus的活性,如果伪病毒成功地感染宿主细胞,则仅表达和检测。如果疫苗接种的模型生物产生有效的中和抗体,则伪病毒将无法感染宿主细胞,这可以通过测量报告活性来容易地确定。含有荧光素酶的假病毒已经用于研究几种冠状虫病毒,包括MERS,SARS-COV和SARS-COV-2(5)。

携带荧光素酶记者的假型病毒已被用于研究目前开发中的SARS-COV-2疫苗(6,7)的疫苗接种病毒中和。在第一研究中,评估用MRNA-1273疫苗(UNATMA)疫苗接种后的抗体反应。ELISA和SARS-COV-2假病毒中和均用于在第一和第二疫苗接种后评估响应(6)。SARS-COV-2假病毒由表达SARS-COV-2 S蛋白和萤火虫荧光素酶报告者(6,8,9)的慢病毒亲本构建。研究人员能够证明来自MRNA-1273疫苗的S特异性抗体和中和活性,该疫苗高于报道的其他疫苗类型的值。

第二种研究(7)类似地使用假型病毒颗粒来评估由腺病毒血清型26(AD26)载体的疫苗产生的免疫应答,该疫苗编码SAR-COV-2 S蛋白的变体。

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SARS-COV-2病毒研究
SARS-COV-2血清学测试

实时病毒中和测定

除了伪病毒中和测定外,这两项研究还使用实时病毒中和测定。基于西雅图华盛顿孤立的全长SARS-COV-2病毒设计用于表达Nanoluc®Luciferase.和GFP(6,7,10,11)。在这两种情况下,这些实时病毒中和测定进一步证实了与mRNA-1273疫苗的疫苗接种诱导的S特异性抗体反应,其可以中和病毒活性。

使用这些报告病毒,研究人员能够显示与两种候选疫苗的疫苗接种在动物模型中取得了剂量依赖性病毒中和,任何有效疫苗的基本质量。

文学引用

  1. 甘蓝,J.。(2020)冠状病毒疫苗跟踪器。纽约时报[互联网:https://www.nytimes.com/interactive/2020/science/coronavirus-vaccine-tracker.html.访问了2020年8月11日]
  2. Akpan,N。(2020)为什么冠状病毒疫苗可以长达一年。国家地理:Coronavirus覆盖[互联网:https://www.nationationalgographic.com/science/2020/04/why-coronavirus-vaccine-could-take-way-longer-than-a-year/访问了2020年8月11日]
  3. Lee,J.(2020)冠状病毒如何进入宿主细胞以及如何阻止它。bob体育app二维码bob体育电竞appPromega连接。[互联网://www.bsatroop74.com/how-the-coronavirus-enters-host-cells-and-how-to-block-it/访问了2020年8月11日]
  4. Kenefick,K。(2020)中和抗体的SARS-COV-2显示,以减少小鼠的感染。bob体育app二维码bob体育电竞appPromega Connections [Internet://www.bsatroop74.com/neutralizing-antibodies-to-sars-cov---shown-to-lessen-infection-in-mice/访问了2020年8月11日]
  5. Hooper,K。(2020)冠状病毒研究中测量荧光素酶标记的报告荧光素病毒颗粒的选择。[互联网://www.bsatroop74.com/choices-for-measing-luciferase-tagged-reporter-pseudotyped-viral-particles-in-coronavirus-reesearch/访问了2020年8月11日]
  6. Corbett,K.S.。(2020)在非人的灵长类动物中评价mRNA-1273疫苗对SARS-COV-2的疫苗新英。J. Med.。DOI:10.1056 / NEJMOA2024671
  7. Mercado,N.B.等等。(2020)单次AD26疫苗可防止恒河猴猕猴的SARS-COV-2性质https://www.nature.com/articles/s41586-020-2607-z.
  8. 王,L.等等。(2015)MERS-COV候选疫苗方法评估NAT。套6.7712。
  9. 杰克逊,L.。(2020)针对SARS-COV-2 - 初步报告的mRNA疫苗新。eng。J. Med.。DOI:10.1056 / NEJMOA2022483
  10. 侯,y.j.等。(2020)SARS-COV-2反向遗传揭示呼吸道中可变感染梯度。小区183,429-46。
  11. Scobey,T.等。(2013)逆转遗传,具有中东呼吸综合征冠状病毒的全长传染cDNAProc。NAT。ACD。SCI。110,16157-62。

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米歇尔·阿德古戈

社交媒体经理Promega Corporation
米歇尔赢得了她的b.a.在生物学atWesleyan学院在Macon,Ga和她的博士通过BCDB计划埃默里大学在亚特兰大,乔治。Michele是Promega的社交媒体经理,并管理Promega Connections博客的编辑器。bob体育电竞appbob体育app二维码她喜欢迷失在一本好书中,小号玩,针织和雪鞋。