一种HiBiT标记的假病毒样颗粒平台,用于安全、快速定量病毒中和和抗体依赖性增强

A HiBiT-tagged pseudovirus-like particle platform for safe, rapid quantification of virus neutralization and antibody-dependent enhancement.

作者信息Jonathan K Mitchell, Vincent Mastrodomenico, Jim Hartnett, William J Heelan, Denise Garvin, Mei Cong, Jamison J Grailer
PMID41060029
期刊J Virol
发布时间2025-11
DOI10.1128/jvi.00991-25

实验完整度

包含体外细胞模型、多种病毒假病毒系统、功能验证(中和、ADE)及机制验证(FcγR敲除),符合高等级标准。

主要模型

293T细胞(用于生产及靶细胞) THP-1单核细胞(表达FcγR,用于ADE检测) SARS-CoV-2、HIV-1、埃博拉病毒等假病毒样颗粒模型

重点核对

LgBiT表达靶细胞系(293T及THP-1)的稳定构建 HiBiT-PsVLP的无复制能力及HiBiT包装效率(HiBiT/p24比值) 中和试验的抗体特异性(如bamlanivimab、VRC01) ADE试验中FcγR依赖性(FcγRI敲除) 与sVNT的相关性(Pearson r=0.79)

摘要

准确量化病毒中和对于评估疫苗和抗体疗法的效力至关重要。然而,传统的中和试验需要严格的生物防护措施,或使用提高生物安全性但降低生物学相关性的感染替代物。这些限制为抗病毒免疫疗法的及时开发造成了关键瓶颈。在此,我们描述了一种使用非复制型、HiBiT标记的假病毒样颗粒(HiBiT-PsVLPs)进行安全且生物学相关的中和评估平台。这些HiBiT-PsVLPs内部包装HiBiT蛋白标签,并掺入病原病毒的糖蛋白,以在降低的生物安全水平下重现病毒进入过程。与传统假病毒不同,HiBiT-PsVLPs缺乏报告基因,并利用NanoBiT分裂荧光素酶系统,通过互补作用快速读取进入和中和的发光信号。以SARS-CoV-2刺突蛋白为概念验证,我们证明了HiBiT-PsVLPs的高效假型化、进入和中和。HiBiT-PsVLP中和具有特异性、可重复性,并能反映抗体的效力和稳定性。测定结果与已建立的替代病毒中和试验(sVNT)高度一致,且HiBiT-PsVLPs能捕获更多样化的作用机制(MoAs)。超越SARS-CoV-2,我们将HiBiT-PsVLP平台应用于其他临床相关病毒,包括HIV-1以及新兴病原体,如埃博拉病毒、马尔堡病毒、拉沙病毒和尼帕病毒。通过将HiBiT-PsVLPs与表达Fcγ受体(FcγR)的细胞配对,我们还证明了该系统能够检测抗体依赖性增强(ADE)的病毒进入,这是免疫疗法的一个重要安全考虑因素。综上所述,这些数据确立了HiBiT-PsVLP平台在安全和快速测量不同病毒及药物开发阶段的关键抗体活性方面的实用性。

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
开发一种安全、快速且生物学相关的中和及ADE检测平台,以支持单克隆抗体开发。
核心机制
HiBiT-PsVLPs通过内部包装HiBiT肽,在目标细胞中与LgBiT互补形成NanoBiT荧光素酶,实现进入和中和的快速发光定量;ADE通过FcγR介导的病毒进入增强。
主要证据
利用SARS-CoV-2、HIV-1及多种高致病性病毒的假病毒样颗粒,证明了平台的中和特异性、准确性和稳定性,并通过FcγR敲除实验验证了ADE机制。
研究意义
该平台可作为传统中和试验的安全替代方案,加速疫苗和抗体药物的开发,并可用于评估ADE风险。

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

产生并表征HiBiT-PsVLPs

验证GagHiBiT融合蛋白能形成VLPs并包装HiBiT标签。

将HiBiT融合至HIV-1 Pr55Gag的C端,在293T细胞中瞬时表达,收集上清,通过电镜确认颗粒形态,利用HiBiT检测试剂盒和免疫印迹分析包装情况。

2

验证SARS-CoV-2 S HiBiT-PsVLP进入

确认Spike蛋白介导的HiBiT-PsVLP进入靶细胞,并依赖ACE2和TMPRSS2。

将SARS-CoV-2 S HiBiT-PsVLPs加入表达LgBiT的293T靶细胞(±ACE2/TMPRSS2),检测发光信号;使用camostat mesylate抑制TMPRSS2验证进入特异性。

3

评估中和活性

验证HiBiT-PsVLP中和试验的特异性、重现性和适用性。

使用多种抗Spike单克隆抗体(如bamlanivimab)进行中和试验,比较新鲜和冻存靶细胞,不同板型,以及瞬时表达的抗体的中和效果。

4

对比sVNT

比较HiBiT-PsVLP中和试验与商业sVNT的相关性。

使用一组抗Spike mAb,分别用HiBiT-PsVLP中和试验和sVNT测定IC50值,并进行Pearson相关分析。

5

扩展至其他病毒

验证平台可应用于HIV-1和其它新兴病毒。

生成携带不同病毒糖蛋白的HiBiT-PsVLPs(HIV Env、埃博拉GP、马尔堡GP、拉沙GPC、尼帕F/G),检测其进入和中和。

6

检测抗体依赖性增强

评估HiBiT-PsVLP平台检测ADE的能力,并验证FcγR依赖性。

在表达FcγR的THP-1细胞上,加入EBOV GP HiBiT-PsVLPs和抗体(如cosfroviximab、KZ52),检测发光增强;使用FcγR敲除细胞验证受体作用。

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
DMEM培养基Gibco11995
胎牛血清Avantor Seradigm89510-194
RPMI 1640培养基Gibco22400
ViaFect转染试剂PromegaE4981
Ingenio电转试剂MirusMIR50114
GenePulser Xcell电转仪Bio-Rad--
Cas9核酸酶IDT1081059
Fortessa X-20流式细胞仪BD--
FlowJo软件BD--
Nano-Glo HiBiT裂解检测系统PromegaN3040
Nano-Glo HiBiT胞外检测系统PromegaN2421
Lumit p24免疫测定PromegaCS2039B25
哺乳动物裂解缓冲液PromegaG9381
蛋白酶抑制剂PromegaG6521
BCA蛋白定量试剂盒ThermoFisher23227
Criterion TGX蛋白胶Bio-Rad5671094
iBlot 2干转系统Invitrogen--
ECL Western blot底物PromegaW1001
ChemiDoc MP成像系统Bio-Rad--
Optima TLX超速离心机Beckman Coulter--
Amicon Ultra-15超滤管Merck MilliporeUFC9100008
Nano-W负染液Nanoprobes--
Philips CM120透射电子显微镜Philips--
Nano-Glo Vivazine底物PromegaN2581
Bio-Glo-NB DrkBiT肽Promega--
GloMax Discover酶标仪Promega--
Bio-Glo-NB活细胞试剂Promega--
替换病毒中和试验试剂盒GenscriptL00847-A
靶向CD64和CD32的crRNAIDT--
tracrRNAIDT1072533
HaloTag配体PromegaGA1121
甲磺酸卡莫司他SigmaSML0057
Pierce (Fab′)2微量制备试剂盒Thermo Scientific44688

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
细胞培养
细胞系:293T (ATCC CRL-3216) 和 THP-1 (ATCC TIB-202);培养基:DMEM (Gibco, 11995) + 10% FBS,RPMI 1640 (Gibco, 22400) + 10% FBS
阅读提示:Materials and Methods - Cell lines and cell culture
HiBiT-PsVLP生产
转染试剂:ViaFect (Promega, E4981);共表达GagHiBiT和病毒糖蛋白质粒;收集上清时间:48-72 h;过滤:0.45 µm PVDF
阅读提示:Materials and Methods - Production and characterization of HiBiT-PsVLPs
中和试验
靶细胞:稳定表达LgBiT的293T细胞(SARS-CoV-2靶细胞还需ACE2和TMPRSS2);HiBiT-PsVLP输入量:1-2×10^5 RLU/孔;孵育时间:SARS-CoV-2 S 3 h,HIV Env 4 h,LASV GPC 5 h,NiV-F/G 5 h,MARV GP 22 h,SEBOV GP 22 h,EBOV GP 24 h
阅读提示:Materials and Methods - Neutralization assays
ADE试验
靶细胞:THP-1/HaloTag-LgBiT(表达FcγR);病毒颗粒:EBOV GP HiBiT-PsVLPs;孵育时间:24 h
阅读提示:Materials and Methods - Antibody-dependent enhancement assays