作者:甘晓 来源:中国科学报 发布时间:2021/9/18 21:42:47
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多价口蹄疫疫苗抗原检测有了新策略

 

打疫苗时,医生会告诉人们有“单价疫苗”和“多价疫苗”,这里的“价”可以简单理解为一种微生物菌(毒)株中的血清型抗原。对含有多种血清型抗原成分的多价疫苗而言,每一种抗原的含量对疫苗的质量至关重要。

为解决以往检测技术难以分型和同时定量检测的问题,中国科学院过程工程研究所生化工程国家重点实验室研究员张松平、苏志国领导的研究团队利用毛细管区带电泳(CZE)技术,实现了对O/A双价灭活口蹄疫病毒疫苗抗原(FMDV)中O型、A型完整病毒的同时定量检测,为单价和双价FMDV疫苗质量控制提供了简单、快速、可靠的工具。相关工作近日在Journal of Chromatography A上发表。

目前,多价疫苗抗原检测采用酶联免疫吸附剂测定(ELISA)、聚合酶链式反应(PCR)等传统技术来区分血清型,这些技术存在难以区分完整颗粒与亚病毒颗粒、裂解抗原,以及技术需要特定的PCR引物的问题。此外,高效液相凝胶过滤色谱(HPSEC)只能分离尺寸大小具有较大差异的样本,难以实现尺寸和分子量接近的样本分离。

研究人员注意到,随着多价FMDV疫苗的广泛应用,迫切需要一种能够同时定量疫苗中不同血清型病毒抗原的准确、简便的方法。

A型和O型FMDV的(A)电泳、(B)透射电镜、(C)DLS粒径分析、(D)HPSEC-MALLs分子量分析(研究团队供图)

为应对这一挑战,在HPSEC检测技术基础上,研究团队提出利用CZE对多价口蹄疫病毒疫苗抗原FMDV同时进行O型、A型完整病毒颗粒的定量检测。

研究人员介绍,CZE的分离机制主要是在外加电场存在的情况下,基于不同组分的荷质比差异进行分离,在病毒及病毒样颗粒等大分子生物样品分析检测方面具有独特的优势和广阔的应用前景。

CZE技术原理示意图及不同浓度下A型和O型抗原的Zeta电位分析(研究团队供图)

实验中,基于CZE的原理,研究人员首先通过对不同血清型FMDV的电荷分析,发现其存在较大的电荷差异,证实具有采用CZE分离的理论基础。进一步地,他们采用完整病毒颗粒146S为研究对象,在优化的紫外检测波长、背景电解质、进样量和分离电压等检测条件下,这一方法表现出良好的重现性以及抗原含量对应峰面积的线性响应关系。

同时,他们利用不同血清型病毒粒子结构差异所导致的CZE迁移时间差异,实现了A/O双价146S的分离及定量,相对误差小于10%。

实验结果显示,与HPSEC方法相比,两种方法所得病毒总量的结果一致。CZE检测不同血清型病毒具有不同的保留时间,从而可以分别定量检测;而HPSEC法则无法区分尺寸相近的两种病毒,因此只能得出总病毒含量。

(A)CZE及(B)HPSEC分别用于定量检测A型和O型单价、以及A/O双价FMDV(研究团队供图)

因此,研究人员认为,CZE方法能够成功应用于单价和A/O双价FMDV商品疫苗的定量检测,可以量化成品苗中每个血清型的FMDV含量,而且不受核酸杂质的干扰。据研究人员介绍,相关技术日前已获得国家发明专利授权(ZL202010868726.2)。

据了解,该研究团队长期致力于复杂、超大生物分子的分离纯化、稳定与质控新技术的基础与应用研究工作。特别是,他们建立的口蹄疫灭活疫苗抗原146S含量高效液相色谱检测法在2017年底通过了中国兽医药品监察所组织的专家论证,并被农业部推荐成为试行标准,目前已经在多家疫苗生产企业成功应用,为提高疫苗产品质量、开发新工艺和新剂型发挥了重要作用。

论文信息:https://doi.org/10.1016/j.chroma.2020.461834

 
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