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伪病毒有助于确定Covid-19疫苗和抗体治疗的成功

通过|4月13日,2021年

使用假病毒的检测在我们遏制当前大流行的努力中是不可或缺的。

图像信用:拆卸垫子拿破仑

测试疫苗和针对活性病毒的药物,例如SARS-COV-2,由于病毒的传染性,并且需要更高的生物安全水平(BSL)遏制实验室(BSL-3),这是挑战,这在地理上限制并要求培训的人员和设备。这限制了抗体的血液样品的大规模筛选或评估疫苗和抗体治疗Covid-19的成功。

输入伪病毒。顾名思义,它们不是真正的病毒,但可以用作测试和实验中的安全替代品。通常通过组合在一个病毒表面上发现的蛋白质,例如SARS-COV-2的尖峰蛋白质,与不同的失活病毒的核心基因组或遗传物质,通常是囊泡口炎病毒(VSV)或逆转录病毒。

这里重要的警告是假病毒的核心基因组缺乏复制所需的基因。这意味着伪病毒无法复制并进行真实的感染。

美国食品和药物管理局(FDA)的研究员Sabarinath Neerukonda说:“假病毒只感染一次,并表达核心基因组编码的蛋白质。”“通过基因工程,核心基因组包含一个报告基因,该基因编码一种蛋白质,这种蛋白质在感染细胞后的活性可以被测量。该报告蛋白可以是一种酶(如萤火虫荧光素酶)或荧光蛋白(如绿色或红色荧光蛋白)。荧光素酶或荧光蛋白的活性可分别用发光计或荧光计在特定波长上仪器测量。”

开发能够轻松检测重要病毒特征、判断抗体或疫苗防止健康细胞感染的能力的分析方法,是迈向人类临床试验之前极其重要的一步。考虑到使用活病毒的困难和安全问题,基于假病毒的检测对于我们了解病毒如何感染细胞以及如何开发治疗方法和疫苗来阻止它们是必不可少的。

“In the case of SARS-CoV-2, its spike protein is the main target recognized by the immune system for generating antibodies that stop or ‘neutralize’ virus entry and is therefore a key target for the development of vaccines and monoclonal antibody therapies,” explained Neerukonda. “The success of vaccines and antibody therapies is measured in the lab by a neutralization assay where an antibody is tested for its ability to neutralize pseudovirus entry. If the antibody neutralizes pseudovirus, then the pseudovirus cannot infect the cell and therefore, cannot express reporter protein and vice versa. The reporter activity can be easily measured to evaluate potency.”

除了用于测试疫苗和疗法的效力外,假病毒还为研究SARS-CoV-2的其他方面提供了额外的优势。Neerukonda补充说:“例如,可以使用假病毒来研究SARS-CoV-2感染体内的不同细胞类型。”“一个细胞要被感染,它必须表达合适的受体来结合病毒上的刺突蛋白。由于假病毒在其表面有突起,它们可以被用来感染不同类型的细胞,如来自鼻道、肺、肠道等。

“另外,假病毒可以用来识别病毒进入细胞所使用的受体和共同受体。此外,许多抗SARS-CoV-2药物的靶向作用是抑制病毒进入细胞,而假病毒可以促进这些药物的大规模筛选。最后,假病毒可以被用来将基因导入细胞。需要被传递的基因通常被工程代替报告蛋白的基因编码。”

为此,基于逆转录病毒,Neerukonda及其同事已经开发了一种高度敏感的假豚鼠中和测定,以促进这种类型的研究 - 对结束目前的大流行至关重要。

Neerukonda说:“其他可用的假病毒检测是基于水疱性口炎病毒(VSV)系统。”“产生这些假病毒需要5-6天,进行实验需要额外的2-3天。因此,它们是乏味的。为了解决这个问题,我们开发了这种可以在4天内完成的实验:2天生成这些假病毒,另外2天进行实验。”

为了促进假病毒感染,该团队设计了包含ACE2受体的稳定细胞,该受体被SARS-CoV-2病毒用于获得进入,以及TMPRSS2蛋白酶,它允许假病毒进入所需的刺突处理。这些细胞支持假病毒和真实SARS-CoV-2的高水平感染。由于ACE2和TMPRSS2在难以在实验室培养的人类气道细胞上表达,他们设计的细胞对于进行大规模的检测很有用。

“与其他所有类型的细胞相比,我们开发的用于检测的细胞支持高水平的感染。为了进行有效的检测,感染是首要的,”Neerukonda补充说。

时间是SARS-COV-2快速传播的一个关键因素,以及全球新型变种的出现。该测定系统可以在相对较短的时间内产生结果,因此,由学术界,政府机构和工业的研究人员在全世界都在全球范围内雇用疫苗,抗体疗法和进入Covid-19的进入抑制剂药物。

“鉴于几种SARS-COV-2变体的出现,这是一种非凡的进步,以研究目前可用的疫苗和抗体治疗防止新出现的变种,”Neerukonda说。

参考:Sabari Nath Neerukonda等人,利用293T细胞建立稳定表达ACE2和TMPRSS2的SARS-CoV-2慢病毒假病毒中和实验,plos一个(2021)。DOI:10.1371 / journal.pone.0248348