通过流式病毒学对COVID-19疫苗候选物进行功能分析

Functional profiling of Covid 19 vaccine candidate by flow virometry.

作者信息Ashley Prout, Richard R Rustandi, Christopher Tubbs, Michael A Winters, Philip McKenna, Josef Vlasak
PMID35985887
期刊Vaccine
发布时间2022-09
DOI10.1016/j.vaccine.2022.08.006

实验完整度

主要采用流式病毒学和Simple Western验证S蛋白表达、抗原性和稳定性,辅以cryo-TEM和假病毒结合实验,但缺少体内功能验证。

主要模型

重组VSV病毒(VSV△G-SARS-CoV-2) HIV-1假病毒颗粒

重点核对

流式病毒学检测的病毒颗粒浓度需达到1x10^9颗粒/mL 抗体标记条件:100 μL样品与1 μL一抗孵育1小时,然后与3 μL二抗孵育1小时 热处理(37℃或45℃ 7天)和γ辐照(16 kGy)用于病毒灭活实验 储存稳定性:样品在4℃储存约一个月后检测S1和S2结合

摘要

疫苗开发是一个复杂的过程,从发现阶段选择有前景的免疫原开始,随后进入临床前阶段的过程开发,之后进行临床试验,同时伴随过程改进和放大。需要一整套分析技术来了解疫苗候选物,以便选择相关的免疫原并在产品生命周期中持续一致地生产。对于病毒疫苗,成功的免疫原生产取决于其保持的抗原性和/或感染性,以及在这种背景下表征这些特性的能力,包括过程、配方和临床表现。在本报告中,我们展示了流式病毒学在基于水疱性口炎病毒(VSV)表达的SARS-CoV-2刺突(S)蛋白的COVID-19疫苗候选物临床前开发中的实用性。使用一组单克隆抗体,我们能够检测重组VSV病毒表面的S蛋白,监测表达水平,检测基于S蛋白序列和病毒灭活后的抗原差异,并监测S蛋白的稳定性。总的来说,流式病毒学提供了重要数据,有助于指导该疫苗候选物的临床前开发。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
流式病毒学能否用于表征COVID-19疫苗候选物(基于表达SARS-CoV-2 S蛋白的VSV病毒)的功能特性,包括S蛋白表达、抗原性、灭活后抗原变化和储存稳定性。
核心机制
S蛋白表达水平差异影响流式病毒学信号,且S1/S2切割导致S1亚基从病毒颗粒上解离,影响抗体结合。
主要证据
流式病毒学和Simple Western检测显示不同克隆和批次的S蛋白表达差异;假病毒结合实验显示S蛋白变体之间的表位差异;γ辐照比热处理更能保持抗原性;储存后S1亚基解离导致抗S1抗体结合丧失。
研究意义
流式病毒学是一种强大的工具,可在疫苗开发的发现和临床前阶段监测候选疫苗的关键属性,指导决策,并可用于实时过程监控。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

疫苗候选物制备与表征

生产重组VSV△G-SARS-CoV-2病毒并确认病毒颗粒特性。

通过基因替换构建病毒,在Vero细胞中生产,经纯化后使用cryo-TEM和流式病毒学分析颗粒大小和纯度。

2

S蛋白检测与表达水平监测

验证病毒颗粒表面S蛋白的存在,并比较不同克隆和批次的表达水平。

使用抗S蛋白抗体和ACE2-Fc进行流式病毒学染色,并用Simple Western进行正交验证。

3

S蛋白变体抗原性比较

评估S蛋白序列变异(疫苗候选物与2P构建体)对抗原性的影响。

制备表达2P变体的HIV-1假病毒,与疫苗候选物比较抗体结合比例。

4

病毒灭活对S蛋白抗原性的影响

评估热处理和γ辐照对病毒S蛋白抗原性的影响。

对样品进行热处理或γ辐照,然后通过流式病毒学测量抗体结合能力。

5

S蛋白储存稳定性评估

监测储存期间S蛋白的降解和亚基解离。

储存样品在4℃约一个月后,通过流式病毒学和Simple Western分析S1和S2的结合及分布。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
VP-SFM培养基ThermoFisher Scientific--
Sartoclean CA 3 µm/0.8 µm过滤器Sartorius--
CaptoCore 700色谱介质Cytiva--
Fugene6转染试剂Promega--
LentiX浓缩器Takarabio--
Apogee A50 Micro流式细胞仪Apogee Flow Systems--
AlexaFluor 488标记二抗Thermo Fisher Scientific--
Simple Western系统ProteinSimple--
人ACE2-Fc融合蛋白Acro Biosystems--
AM91337抗体Active Motif--
AM91339抗体Active Motif--
AM91341抗体Active Motif--
AM91347抗体Active Motif--
AM91349抗体Active Motif--
AM91351抗体Active Motif--
AM91361抗体Active Motif--
40150-D003抗体Sino Biological--
40591-MM43抗体Sino Biological--
40592-R001抗体Sino Biological--
GTX135356抗体GeneTex--
GTX632604抗体GeneTex--
MP8720411抗体MP Biomedicals--
MP8720301抗体MP Biomedicals--
抗人二抗Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc.709-545-149
抗鼠二抗InvitrogenA21202
抗兔二抗Jackson ImmunoResearch Laboratories Inc.711-545-152
抗兔二抗Protein Simple042-206
40592-T62抗体Sino Biological--
40590-T62抗体Sino Biological--
REA005抗体Imanis Life Sciences--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
流式病毒学检测
病毒颗粒浓度:1x10^9颗粒/mL;触发阈值设置;系统适用性检查(清洗至背景<2x10^6颗粒/mL)
阅读提示:Materials and Methods 2.4 和 2.5
抗体标记
一抗和二抗的浓度和孵育时间;未结合抗体的去除方法(CaptoCore 700树脂)
阅读提示:Materials and Methods 2.5
病毒灭活
热处理温度和时间(37℃/45℃ 7天);γ辐照剂量(16 kGy)
阅读提示:Results 3.4 和 Figure 5
储存稳定性
储存温度和时间(4℃约一个月);离心条件(16,000 g,30分钟)
阅读提示:Results 3.5 和 Figure 6