臨近2021年尾聲, 全世界各國疫苗接種工作陸續(xù)展開, 全球防疫抗疫工作進入日常化。這個時候，可能誰也想不到，新的新冠病毒變異株出現(xiàn)了。11月26日，世界衛(wèi)生組織 (WHO) 舉行緊急會議并發(fā)布聲明，將這種新型新冠病毒變異株B.1.1.529列為“需要關注的變異株”，取名為希臘字母Omicron（奧密克戎）。
Omicron正在南非迅速傳播
圖片來源：Alet Pretorius/Gallo Images/Getty[1]
近日，全球新冠疫情反彈，在非洲多個國家發(fā)現(xiàn)的新冠病毒新型變異株——Omicron引起各國高度警惕。從Omicron 在南非Botswana首次被發(fā)現(xiàn)，到目前多國都出現(xiàn)了Omicron變異株，可能對全球構成巨大威脅。科學家們目前還在了解該變體的特性，比如它是否可以逃避疫苗引發(fā)的免疫反應，以及與之前的其他變體相比，Omicron是否會引發(fā)更嚴重的疾病。相關資料顯示，與新冠變異病毒德爾塔(Delta)變異株相比，Omicron變異株擁有更多的刺突蛋白（Spike蛋白；S蛋白）突變，變化多達30多種。這些變異多樣化，且大部分位于與人體細胞相互作用的區(qū)域。其中的多種變化已在Delta 和Alpha 等變體中發(fā)現(xiàn)，并且與傳染性增強和逃避感染阻斷抗體的能力有關。Omicron和之前的 Delta、Alpha、Beta 和 Gamma 一起加入了當前的 WHO 關注變體名單。
Omicron變異株的特點
Omicron變異株同時具有前4個VOC變異株Alpha、Beta、Gamma和Delta刺突蛋白的重要氨基酸突變位點，包括增強細胞受體親和力和病毒復制能力的突變位點。且突變位點數(shù)量明顯多于近2年流行的所有新冠病毒變異株，尤其在病毒刺突蛋白突變較多。
Omicron變異株的刺突蛋白中同時存在 “K417N+E484A+N501Y”三重突變；此外，Omicron變異株還存在其他多個可能降低部分單克隆抗體中和活性的突變。突變的疊加可能降低部分抗體藥物對Omicron變異株的保護效力，對現(xiàn)有疫苗免疫逃逸的能力，有待進一步監(jiān)測研究。
mRNA疫苗
2020年以來，新冠疫情席卷全球，伴隨著疫情的肆虐，新冠疫苗的研發(fā)和大規(guī)模應用成了全球的熱切期待，國內外多家醫(yī)藥公司紛紛投入到新冠疫苗的研發(fā)隊列中。其中，mRNA 疫苗的臨床運用開始于 2020 年新冠疫情。輝瑞-BioNTech研發(fā)的BNT162b2，以及由 Moderna 研發(fā)的 mRNA-1273 是全球最早廣泛使用的 mRNA 疫苗。此次針對Omicron，全球各大藥廠爭分奪秒研制針對Omicron疫苗。輝瑞與BioNTech表示，未來兩周將持續(xù)搜集Omicron的實驗檢測數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)Omicron是可以逃過人體免疫反應，致使現(xiàn)有疫苗失去功效，將立即重新且可迅速研發(fā)出針對Omicron的改良版疫苗，最快100天就正式量產(chǎn)交貨。Moderna 表示，如果有需要可以在2022年初準備好一種應對Omicron COVID-19變體的新疫苗。
2020年之前人們還認為mRNA疫苗至少還需要5-6年才能獲得監(jiān)管部門的批準。但是，當2020年初COVID-19大流行橫行世界時，這些現(xiàn)實就被顛覆了。在短短幾個月的時間里，mRNA疫苗的研發(fā)、制造和部署都進入了飛速跨越的階段。BNT162b2和mRNA-1273這兩款mRNA疫苗引起了業(yè)界廣泛關注，mRNA藥物研究也成了炙手可熱的領域。
mRNA疫苗和抗原表達機制的示意圖[2]
mRNA疫苗將外源目的基因序列通過轉錄、合成等工藝制備的mRNA通過特定的遞送系統(tǒng)導入機體細胞，直接在體內表達目的蛋白，刺激機體產(chǎn)生有效的體液和細胞免疫反應，從而使機體獲得免疫保護。
mRNA疫苗特點
?能導入細胞，在體內表達相應的抗原蛋白，避免了體外蛋白表達、純化過程；
?能夠刺激免疫系統(tǒng)產(chǎn)生體液免疫和/或細胞免疫應答，發(fā)揮相應的免疫預防和/或免疫治療作用；
?能夠通過刺激機體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生多種細胞因子等方式增強機體免疫反應能力或改變免疫應答類型；
?由于mRNA的降解是通過細胞正常代謝完成，降低了因感染或整合誘發(fā)基因突變的潛在風險，此類型疫苗具有其獨特的優(yōu)勢。
mRNA疫苗已成為快速響應疫情挑戰(zhàn)的快速多功能技術手段。其中，脂質納米顆粒封裝的mRNA（mRNA-LNP）編碼SARS-CoV-2的受體結合域（RBD）作為候選疫苗 (稱為ARCoV)。ARCoV mRNA-LNP的肌內免疫在小鼠和非人靈長類動物中引發(fā)了針對SARS-CoV-2的強大中和抗體以及Th1免疫偏倚的細胞反應。對小鼠進行兩劑 ARCoV 免疫后，可完全抵御 SARS-CoV-2 小鼠適應株的攻擊。
脂質納米顆粒mRNA疫苗 (mRNA-LNP)[3]
美迪西mRNA疫苗生物分析技術平臺
基于mRNA疫苗的作用機制和特點，美迪西生物技術藥物分析部門為支持mRNA疫苗的安全性和有效性評價，建立了涵蓋代謝及生物分布，到總抗體、關鍵序列結構域抗體和抗病毒中和抗體效價，以及細胞免疫應答反應效力的系列評價技術平臺。
mRNA水平生物分布分析
美迪西擁有ABI7500系列Real-Time PCR擴增儀器以及配套的Kingfisher 核酸提取儀設備，可基于RNAase free管收集的Trizol保存的全血樣品以及其它類型的組織樣品通過后續(xù)的RT-qPCR技術進行mRNA的代謝與分布分析。
mRNA表達蛋白抗原的生物分布分析
mRNA疫苗需要在體內翻譯成蛋白質后才能刺激機體進一步產(chǎn)生免疫應答，因此在蛋白層面上確認mRNA的表達水平和分布尤為重要。
美迪西生物藥分析部擁有多臺Molecular Device M4系列酶標儀及新型iD5系列酶標儀，MSD系列電化學發(fā)光分析儀等支持多種類型的免疫分析方法，可以執(zhí)行mRNA所翻譯蛋白抗原水平的不同靈敏度范圍的檢測和監(jiān)測。
?酶聯(lián)免疫分析(EIA)
?熒光免疫分析(FIA)
?時間分辨熒光（TRFIA）
?熒光共振能量轉移（FRET）
?化學發(fā)光（CLIA）
?電化學發(fā)光（ECL）
試驗所用酶標儀及電化學發(fā)光分析儀
T細胞因子分泌水平評價
mRNA疫苗除引起B(yǎng)細胞體液免疫反應產(chǎn)生抗體外，也可刺激引起細胞的免疫反應，美迪西生物技術藥物分析部門擁有MSD、luminex、FACS CBA等多個多重
細胞因子分析平臺提供節(jié)約樣本、節(jié)約成本模式的細胞因子分析技術支持，甚至ELISPOT單細胞層面的細胞因子豐度變化分析。
?MSD Multi Plex
?Luminex Multiplex
?FACS CBA
多重細胞因子分析平臺
總抗體、關鍵結構域抗體效價分析
常規(guī)的B細胞分泌抗體效價評價主要基于間接ELISA的滴度檢測方法，美迪西技術團隊核心成員早年致力于核酸及蛋白疫苗產(chǎn)品研究，獲得過相關專利，且在美國本土的pfizer公司接受過疫苗效價生物分析評價的系列培訓，基于實踐經(jīng)驗建立了系列方法評價體系和標準制定規(guī)則，用于考察疫苗總抗體、關鍵結構域抗體效價以及評判它們的相關性。美迪西生物技術藥物分析部門也可以基于MSD平臺，利用經(jīng)驗證試劑盒直接進行基于SARS-CoV-2五種不同的重要mRNA表達抗原SARS-CoV-1 Spike, SARS-CoV-2 N, SARS-CoV-2 S1 NTD, SARS-CoV-2 S1 RBD, and SARS-CoV-2 Spike的IgG、IgM、IGA檢測。
?V-PLEX SARS-CoV-2 Panel 1 (IgG)
?V-PLEX SARS-CoV-2 Panel 2 (IgM)
?V-PLEX SARS-CoV-2 Panel 3 (IgA)
基于競爭性Assay或假病毒的中和抗體分析
美迪西
疫苗分析技術平臺除了既可以基于電化學發(fā)光MSD平臺應用競爭性的配體結合分析方法執(zhí)行例如新冠mRNA疫苗體內表達抗原所刺激的功能性抗體即中和抗體分析，也有獨立細胞房等設備設施以進行基于假病毒與表達ACE2細胞株相互作用的中和抗體分析。
競爭性配體結合法(CLBA)的中和抗體檢測原理
Cell-based中和抗體檢測原理
參考文獻
[1] Ewen Callaway. Heavily mutated Omicron variant putsscientists on alert. Nature. 2021 Nov25.
[2] Giulietta Maruggi, et al. mRNA as aTransformative Technology for Vaccine Development to Control InfectiousDiseases. Mol Ther. 2019 Apr 10;27(4):757-772.
[3] Na-Na Zhang,et al. A Thermostable mRNA Vaccine against COVID-19. Cell. 020 Sep3;182(5):1271-1283.e16.
[4] mRNA vaccinesfor infectious diseases: principles, delivery and clinical translation. NatRevDrug Discov. 2021 Aug 25 : 1-22.
[5]Recent advancesin mRNA vaccine technology. Curr Opin Immunol. 2020 Aug;65:14-20.
新冠病毒變異株“Omicron (奧密克戎)”擴散至全球多地，美迪西持續(xù)高度關注！美迪西生物醫(yī)藥長期為各類新型生物技術藥及疫苗的安全性和有效性評價提供全方位支持，建立了涵蓋代謝及生物分布，到總抗體、關鍵序列結構域抗體和抗病毒中和抗體效價，以及細胞免疫應答反應效力的系列評價技術平臺。歡迎各位有需要的醫(yī)藥企業(yè)垂詢，與美迪西合作完成mRNA疫苗的相關生物分析工作。如有需求請發(fā)送郵件至：Marketing@medicilon.com.cn，歡迎大家咨詢和交流~
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