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「DIFF+」抗冠状病毒|新冠假病毒与疫苗/新药临床前评价

作者:浙江迪福润丝生物科技有限公司 暂无发布时间 (访问量:14435)

夏季新冠感染激增,严防卷土重来

据联合国新闻8月6日消息,世界卫生组织警告称,新冠病毒感染正在全球范围内激增,近日,广东也报道新冠感染新增1万余病例,而且这种情况不太可能很快得到改善。世卫组织还担心,更严重的病毒变种可能很快就会出现。

世卫组织的玛丽亚·范·克尔科夫表示:“来自世卫组织遍布84个国家的哨点监测系统的数据显示,新冠病毒检测呈阳性的百分比在过去几周里一直在上升。总体而言,检测呈阳性的比例超过了10%。这一比例在不同地区的波动有所不同。在欧洲,阳性率超过20%。” 在奥运会上,至少有40名运动员的检测结果呈阳性。美洲、欧洲和西太平洋地区都出现了新的感染潮。

图1. 2024巴黎奥运会

虽然入院人数(包括重症监护)仍大大低于疫情高峰期,但世卫组织正敦促各国政府加强疫苗接种活动,确保高危人群每12个月至少接种一次疫苗,从而降低进一步变种、感染和罹患严重疾病的风险。

DIFF VSV载体新冠假病毒

新冠病毒是一种具有包膜的正链单股RNA病毒(图2),它们可以感染包括人类、家畜、蝙蝠、小鼠在内的多种动物的呼吸道、胃肠道和中枢神经系统。新冠病毒(SARS-CoV-2)感染主要是由病毒刺突蛋白(spike protein,S 蛋白)的S1亚基与血管紧张素转化酶2(ACE2)结合引起的内吞过程[1]。多种药物的研发阻止病毒感染的不同阶段,作用于病毒靶标,包括RdRp抑制剂瑞德西韦(remdesivir)和阿兹夫定(azvudine,FNC)、3C 样蛋白酶抑制剂Nirmatrelvir、 解旋酶抑制剂、结构蛋白抑制剂hexamethylene amiloride(HMA)等。潜在的作用于宿主靶标的抑制剂,包括跨膜丝氨酸蛋白酶2抑制剂TMPRSS2、弗林蛋白酶抑制剂等。

图2. 新冠病毒的结构示意图

 

迪福润丝生物构建的新冠假病毒,基于水疱性口角炎病毒(VSV)载体,融合了新冠病毒的S蛋白,成为研究SARS-CoV-2的有力工具。这种RNA囊膜病毒通过替换VSV的G蛋白并插入报告基因(如eGFP或Luciferase),模拟天然新冠病毒的结构和入侵细胞的机制。研发数据显示,VSV新冠假病毒能够有效感染hACE2表达的小鼠模型,同时保持高安全性,适合在BSL-2级别的实验室操作。它的表面蛋白结构类似于天然病毒,使其成为疫苗和药物研发中SARS-CoV-2的理想替代(图3)。该载体也适用于其他冠状病毒,迪福润丝生物可提供定制化的假病毒构建服务。

图3. 迪福润丝生物基于VSV载体的新冠假病毒在体外和体内应用示意图

 

 

新冠疫苗/新药的临床前评价

 

1)攻毒保护实验

 

疾病动物模型的建立对于研究疫苗、药物的有效性具有重要意义。由于假病毒与天然病毒的相似性,DIFF新冠假病毒可用来进行模拟感染实验,与新冠病毒SARS-CoV-2感染动物模型结果相似,结果可靠且重复性高。

 

1  DIFF新冠假病毒与SARS-Cov-2病毒模拟攻毒实验对比

实验项目类型

DIFF新冠假病毒

新冠(SARS-Cov-2)病毒

实验室等级要求

BSL-2级

BSL-3级

预约周期

1-2周

1-3月

攻毒效果

致病表型高度一致

 

新冠(SARS-CoV-2)真病毒感染模型(小鼠体重变化)

DIFF 新冠假病毒感染模型(小鼠体重变化)

新冠(SARS-CoV-2)真病毒感染模型(小鼠生存率)

DIFF 新冠假病毒感染模型(小鼠生存率)

组图4. DIFF新冠假病毒的有效性对比

*疫苗1、疫苗2为分别免疫两种候选疫苗的小鼠实验组,空白对照为免疫PBS的小鼠对照组。

通过上面的组图可知,DIFF新冠假病毒感染后,空白小鼠3天后体重骤降,5~7天均死亡。SARS-CoV-2真病毒感染后,空白小鼠3天后体重骤降,5天均死亡。两种病毒感染小鼠后,免疫组/治疗组小鼠均存活且体重变化平稳。结果表明,DIFF新冠假病毒与SARS-CoV-2感染小鼠后具有一致的表现,这表明该DIFF新冠假病毒感染模型是BSL-2条件下SARS-CoV-2感染的可替代模型。

 

2)血清中和抗体检测

 

中和抗体检测对于临床前以及临床试验和大规模接种后疫苗效果的评估至关重要。然而,利用天然病毒进行中和抗体检测成本高,对实验室的生物安全等级要求高。DIFF新冠假病毒在抗原性质和免疫原性分析中具有很强的效力,可用来检测各种血清中和抗体。

 

当使用DIFF新冠假病毒感染细胞时,DIFF新冠假病毒会借助病毒囊膜表面的S蛋白与细胞膜上的ACE2蛋白相作用,进一步感染宿主细胞并复制,报告基因eGFP或Luciferase随即表达,其表达量与被感染的假病毒数量成正比,如果假病毒在细胞感染前与含有中和抗体的样品共同孵育,将阻止病毒进入细胞过程。故可以通过显微镜下绿色荧光蛋白强度或化学发光强度的结果来反映样品中和抗体的水平,绿色荧光蛋白强度或化学发光强度与中和抗体浓度成反比。

 

DIFF新冠假病毒中的报告基因eGFP为增强型绿色荧光蛋白,检测灵敏度高,荧光强度强、荧光性质稳定,便于后续观察与检测(图5)。另一种报告基因Luciferase是一种荧光素酶,可以极其灵敏、高效地检测基因的表达,定量结果读取更直观,适用于的高通量筛选。

 

图5.DIFF新冠假病毒(eGFP报告基因)血清中和抗体检测案例

 

 

 

VSV新冠假病毒——产品目录

 

基于对新冠疫苗的深入研究与开发,迪福润丝生物构建了含有eGPF和Luciferase荧光报告基因的多种新冠假病毒以丰富自有的生物资源库(Bio Database)。包括新冠原始株及后续在流行中的变异毒株。新冠假病毒资源见下表:

 

*含现有及在研新冠假病毒产品

 

参考文献

[1] Lan J, Ge J, Yu J, et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor[J]. Nature, 2020, 581(7807): 215-220.

 

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