定量、多重、靶向蛋白质组学用于确定变异特异性SARS-CoV-2抗体反应

Quantitative, multiplexed, targeted proteomics for ascertaining variant specific SARS-CoV-2 antibody response.

作者信息Ivan Doykov, Tomas Baldwin, Justyna Spiewak, Kimberly C Gilmour, Joseph M Gibbons, Corinna Pade, Catherine J Reynolds, Áine McKnight, Mahdad Noursadeghi, Mala K Maini, Charlotte Manisty, Thomas Treibel, Gabriella Captur, Marianna Fontana, Rosemary J Boyton, Daniel M Altmann, Tim Brooks, Amanda Semper, UK COVIDsortium Investigators, James C Moon, Kevin Mills, Wendy E Heywood
PMID35975199
发布时间2022-09-19
DOI10.1016/j.crmeth.2022.100279

实验完整度

研究主要基于方法开发和临床样本的检测验证,包含体外免疫捕获实验和临床样本分析,但缺乏动物模型或功能验证。

主要模型

医护人员血清样本 重组SARS-CoV-2 S1蛋白 VeroE6细胞

重点核对

样本量:感染未感染组分别为24和23名医护人员 采样时间:自然感染后8周、第一剂和第二剂疫苗后3周 S1蛋白浓度:50 μg/mL包被 血清稀释:1:10 中和实验:VeroE6细胞,病毒量3×10^4 FFU

摘要

Doykov等人展示了一种检测方法,可揭示免疫球蛋白类别、亚型和补体在疫苗接种、感染和关注变异株反应中的变化。该检测方法可深入了解个体的免疫反应,并有助于疫苗设计和接种。它也可应用于其他抗原和疾病。

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
开发一种多重靶向蛋白质组学方法,以更全面地评估个体对SARS-CoV-2及其关注变异株的抗体反应,超越现有总IgG或总抗体检测。
核心机制
C1q与IgG1结合,但与中和抗体的关联更强,尤其是在Delta变异株中,表明C1q可能更能反映针对变异株的中和抗体反应。
主要证据
通过比较LC-MS/MS检测的IgG1和C1q水平与中和抗体滴度,发现C1q与中和抗体的相关性(r=0.71)高于IgG1(r=0.62),且针对Delta变异株时C1q与IgG1的比值降低。
研究意义
该检测方法可提供更全面的免疫反应信息,有助于个体免疫监测、疫苗设计,并可用于其他抗原和疾病。

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

开发免疫复合物捕获和LC-MS/MS检测方法

建立一种能同时定量多种免疫球蛋白和补体成分的检测方法。

将重组S1蛋白包被在96孔板上,与血清孵育,捕获免疫复合物,经胰蛋白酶消化后进行LC-MS/MS分析。

2

与金标准血清学和中和实验比较

验证新方法与现有血清学检测和中和实验的一致性。

将LC-MS/MS检测的IgG1水平与Roche Elecsys Anti-S检测和活病毒中和实验进行比较。

3

评估对不同变异株的免疫反应

比较个体对Wuhan Hu-1及Alpha、Beta、Delta变异株的抗体反应。

使用不同变异株的S1蛋白作为诱饵,检测血清中IgG1、IgM、IgA1、C1q等水平的变化。

4

评估针对Omicron变异株的反应

确定三剂疫苗接种者对Omicron变异株的抗体和补体反应。

使用Omicron S1蛋白检测三剂疫苗接种者(n=76)血清中的IgG1、IgA1、C1q、C4、C9水平。

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
Wuhan Hu-1 SARS-CoV-2刺突蛋白(S1)GenscriptZ03501
Alpha VOC B.1.1.7 SARS-CoV-2刺突蛋白S1(His标签)Sino biological40591-V08H7
Beta VOC B.1.1351 SARS-CoV-2刺突蛋白S1(His标签)GenscriptZ03531-1
Delta VOC B.1.617.2刺突蛋白S1(His标签)Sino biological40591-V08H19
Omicron(B.1.1.529)刺突蛋白S1Native antigenREC32006-100
IgG蛋白标准品Sigma AldrichI4506
Cobas® SARS-CoV-2逆转录聚合酶链反应检测ROCHE09425217001A-01
抗SARS-CoV-2 ELISAEUROIMMUNEI 2606-9601 G
Elecsys®抗SARS-CoV-2检测ROCHE09 203 095 190
CLARIOStar酶标仪BMG Labtech--
Waters Xevo-TQ-S三重四极杆质谱仪Waters--
Skyline开源软件V.21.2----

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
样本收集
样本来源:COVIDsortium医护人员;采样时间:感染后8周、疫苗第一剂后3周、第二剂后3周;样本量:感染未感染组n=24,既往感染组n=23;三剂疫苗组n=76(未感染n=25,既往感染n=36)
阅读提示:STAR Methods, Experimental model and subject details
免疫捕获
S1蛋白浓度:50 μg/mL;包被体积:10 μL;包被时间:12-16小时;封闭液:1 mg/mL horse myoglobin in PBS;血清稀释度:1:10;孵育时间:1小时;洗涤步骤
阅读提示:STAR Methods, Bait capture
蛋白消化
还原剂:DTT(162 mM);烷基化剂:IAA(162 mM);酶:trypsin(1 mg/mL);消化时间:30分钟;温度:45°C
阅读提示:STAR Methods, Immunocomplex protein digestion
LC-MS/MS分析
色谱柱:Waters UPLC Premier C18 1.7 μm;流动相:0.1%甲酸水溶液和0.1%甲酸乙腈;流速:0.3 mL/min;梯度:5% B至40% B,7.7分钟;质谱参数:毛细管电压2.8 kV,离子源温度150°C,去溶剂气温度600°C
阅读提示:STAR Methods, Targeted LC-MS/MS analysis
中和实验
细胞:VeroE6;病毒量:3×10^4 FFU;血清稀释:热灭活;孵育:37°C,1小时;检测:结晶紫染色,570 nm吸光度
阅读提示:STAR Methods, Authentic virus neutralisation assay