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战胜新型冠状病毒可用之利器,从抗病毒药物筛选到疫苗开发(三)

浙一医院之江院区使用安捷伦生物的NovoCyte流式细胞仪及配套淋巴细胞亚群检测试剂盒和细胞因子检测试剂,为新冠肺炎患者病情和预后评估、细胞因子风暴预测、用药指导和剂量调整提供必不可少的参考指标;同时也帮助临床总结新冠肺炎免疫指标的变化规律及对症的治疗方针,为全国提供可借鉴的有效诊治疗方案。

负责病毒分离的武汉病毒所和中国疾控中心,使用安捷伦生物旗下RTCA系统,将缩短研究人员在新型冠状病毒方向,药物筛选和疫苗研发“直面”病毒的时间,保障研发人员的安全。安捷伦的仪器将在遏制病毒蔓延、挽救患者发挥重要的作用。

xCELLigence RTCA 实时细胞分析技术是一种独特的活细胞检测技术,该技术可实现无标记和持续性的跟踪记录病毒感染细胞过程中CPE的进展,为多种病毒学检测提供异常简易的实验流程,包括但不限于:病毒滴度测定,疫苗研发,中和抗体的检测与定量,抗病毒药物的开发等。

本期,我们将讲述非洲猪瘟病毒、甲型H1N1病毒和疱疹病毒在病毒CPE、疫苗研发和抗病毒药物研发方面的应用。

一、病毒CPE和滴度研究

安捷伦

本期我们将讲述在2018年和2019年全球爆发的非洲猪瘟病毒的CPE和滴度研究。

2018年非洲猪瘟病毒(African swine fever virus ,ASFV)肆虐东亚地区,俄罗斯也是病毒爆发地之一,俄罗斯联邦病毒和微生物学研究中心(FRCVM)对病毒展开积极研究,使用xCELLigence RTCA技术实时动态追踪记录病毒感染动力学和病毒CPE,加快了抗猪瘟病毒药物和中和抗体的开发,有效的遏制了病毒的进一步扩散。首先他们将COS-1细胞接种到E-plate孔中,并接种完全培养基作为完全空白组,然后再加入不同来源的ASFV,使用xCELLigence RTCA实时追踪记录病毒导致的细胞病变效应CPE。


RTCA

图A和图B. 使用RTCA检测三种不同非洲猪瘟病毒的CPE进程图A)。比较三种非洲猪瘟病毒在24h、48h和72h的CPE进程的差异(图B)。

J Virol Methods.2018 July;257:58-61.Real-time analysis of the cytopathic effect of African swine fever virus.

二、疫苗研发及中和抗体检测和定量研究

安捷伦

在上期内容中我们讲述了法国Sanofi Pasteur研究所使用xCELLigence RTCA进行登革热病毒CPE和疫苗研发的研究,同时这篇应用中作者对于xCELLigence RTCA技术给予了高度的评价,可以节省实验成本,加快研究进程。因此,本期推送我们讲述了2个应用案例着重介绍疫苗研发和中和抗体的检测,分别是西尼罗河病毒(WNV)和甲型H1N1病毒相关的研究。

xCELLigence系统实时跟踪病毒诱导的CPE的能力可用于检测和定量中和抗体。美国加利福尼亚大学疾病研究中心的Fang和同事先在E-Plate孔中接种Vero细胞生长至汇合后,然后每个孔中接种西尼罗河病毒(WNV),该病毒先与梯度稀释的已知中和抗体浓度的House Finch抗血清预先孵育。如下图A所示,不同浓度中和抗体浓度温育的方式延迟了WNV病毒CPE的发作。通过绘制CIT50(细胞指数降低50%所需的时间)与抗体滴度的标准曲线(图B),该曲线可用于量化存在于禽类标本中的中和抗体的量。


RTCA

图 A 和图 B. 使用xCELLigence RTCA定量检测WNV中和抗体滴度。 (A)Ctrl为未感染病毒的Vero细胞;WNV only为感染了病毒(未预先使用中和抗体处理)的Vero细胞。水平线表示细胞指数已降至其初始值的50%(即在添加病毒之前)的点。达到这一点所需的时间称为“ CIT50”。(B)通过将CIT50与抗体浓度倒数绘制标准曲线,其可用于评估野生禽类血清中的抗体浓度。

J Virol Methods. 2011 May;173(2):251-8.Real-time monitoring of flavivirus induced cytopathogenesis using cell electric impedance technology.

复旦大学上海公共卫生临床中心的老师们将RTCA技术用于量化针对人类血清中存在的抗H1N1流感病毒的中和抗体的数量。在E-Plate孔接种细胞,然后被纯化的H1N1病毒感染,该病毒已用或未用患者血清进行过预处理,从而可以追踪H1N1特异性中和反应随时间的出现。正如预期的那样,H1N1中和抗体的抗病毒能力随着共孵育血清浓度的增加而逐渐增加,进而证明中和抗体可以延迟或者完全阻断细胞病变效应CPE的发作。

通过简单,自动化的工作流程以及客观,定量的读数,xCELLigence明显优于传统检测和定量中和抗体的检测方法。这种方法提供了一种简单的方法来监控疫苗接种的有效性,并阐明病毒抗药性出现的动力学。


RTCA

图A、B、C、D. 使用RTCA实时检测抗SH37T(H1N1)病毒中和抗体的效价。该曲线是三个独立的重复孔的平均值。箭头表示病毒和血清混合物的加入时间点。Cell control:仅MDCK细胞;virus control:无血清。

PLoS One. 2012;7(2):e31965.Novel, real-time cell analysis for measuring viral cytopathogenesis and the efficacy of neutralizing antibodies to the 2009 influenza A (H1N1) virus.

三、抗病毒药物的研究

安捷伦

在上期推文中我们讲到苏黎世分子生命科学研究所对抗腺病毒药物的研究。本期我们将讲述关于疱症病毒的抗病毒药物的研究。

魁北克Laval大学的Guy Boivin及其同事分析了野生型(WT)和突变型单纯疱疹病毒1(HSV-1)对抗病毒药物阿昔洛韦的敏感性。在E-Plates中接种被病毒感染90分钟的Vero细胞,之后再添加不同浓度的阿昔洛韦药物。尽管由WT和突变病毒诱导的CPE均可被阿昔洛韦阻断,但与WT菌株相比,阻断突变菌株所需的药物浓度要高得多(下图),突变病毒和WT病毒的EC50值分别为100μM和0.8μM。


RTCA

图A和图B. 比较野生型和突变型HSV-1对阿昔洛韦的敏感性。

J Clin Microbiol. 2016 Aug;54(8):2120-7.Novel Method Based on Real-Time Cell Analysis for Drug Susceptibility Testing of Herpes Simplex Virus and Human Cytomegalovirus.

参考文献

1. Real-time analysis of the cytopathic effect of African swine fever virus. J Virol Methods.2018 July;257:58-61.

2. Real-time monitoring of flavivirus induced cytopathogenesis using cell electric impedance technology. J Virol Methods. 2011 May;173(2):251-8.

3. Novel, real-time cell analysis for measuring viral cytopathogenesis and the efficacy of neutralizing antibodies to the 2009 influenza A (H1N1) virus. PLoS One. 2012;7(2):e31965.

4. Novel Method Based on Real-Time Cell Analysis for Drug Susceptibility Testing of Herpes Simplex Virus and Human Cytomegalovirus. J Clin Microbiol. 2016 Aug;54(8):2120-7.

为了能让大家在需要我们的时候顺利地联系到我们,我们特地将安捷伦各部门的联系方式公布如下。

安捷伦生物

安捷伦

安捷伦生物(原艾森生物),是生命科学研究高性能细胞分析平台的开发和商业化先驱。xCELLigence 实时细胞分析技术和 NovoCyte、Quanteon 流式细胞仪广泛运用于新药研发、免疫治疗、疫苗研发、毒理学、安全药理学、质控和基础生命科学研究。

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BioTek Instruments

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8 月 26 日,安捷伦完成了对 BioTek 的收购。BioTek 为用户提供从单功能到多功能的微孔板检测与成像系统,配合全自动微孔板洗板机,在疫苗抗体研发,疾病机理探究,药物作用通路与药物筛选等方面助力科研人员全自动高效率准确的完成相关实验数据的获取与分析,我们将和全球用户一起,抗击疾病,创造未来!

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安捷伦中国实验室解决方案

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安捷伦中国实验室解决方案部门是安捷伦中国最大的业务部门,覆盖了制药、科研、化工、材料、食品、环境、临床、法医等各大主要应用。产品包括各类质谱、色谱、光谱、实验室耗材、售后服务和实验室整包服务等方面。

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