Biacore助力疫苗创新:狂犬病毒铁蛋白疫苗的研究之路

12 月 20, 2024

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狂犬病作为一种致死率几乎100%的疾病,预防性狂犬疫苗的接种是一种有效的方式,可以在病毒入侵之前建立起免疫防线。

2024年10月南开大学和山西大学等单位在《Nature Communications》上发表题为“Self-assembling nanoparticle engineered from the ferritinophagy complex as a rabies virus vaccine candidate”的文章,报道通过非共价方式偶联狂犬病病毒糖蛋白III (GDIII) 的Fagy标签,构建了一个自组装的狂犬病病毒疫苗候选者。Biacore作为分子互作检测技术的“金标准”,在该疫苗研究的多个环节提供了坚实的数据,下面我们就详细来看看Biacore在不同阶段的具体表现。

01

肽和铁蛋白之间的结合亲和力

人类铁蛋白重链 (Ferritin Heavy Chain) 的基因编码蛋白FTH1被用作纳米颗粒疫苗的载体,病毒抗原通过非共价键与FTH1融合,研究中首先评估了GDIII与Peptide WT,Peptide 10和Fagy标签融合后,与FTH1的亲和力。结果显示,与GDIII-Peptide WT和FTH1之间的结合亲和力 (1.913E-07M) 相比,GDIII-Fagy标签和FTH1之间的结合亲和力 (2.900E-08M) 增加了约七倍(图1)。

图1:SPR检测GDIII-Peptide融合蛋白与铁蛋白FTH1的亲和力

02

评估不同狂犬病亚单位疫苗的抗原效力

抗原中和表位的有效呈现对疫苗的疗效至关重要。研究人员表达并纯化了三种GDIII特异性中和抗体:Docaravimab和Rafivirumab(目前正在进行临床研究),以及RVC20(已证明具有中和活性)。并且制备了三种可供选择的狂犬病亚单位疫苗,进行平行的免疫原性评估。其中包括GDIII蛋白的单体形式 (GDIII) 、GDIII与人类抗体Fc结构域连接的融合蛋白 (GDIII-Fc) 以及全长G单体蛋白 (G) 。

Biacore测定了这三种抗体分别与不同亚单位疫苗的亲和力和动力学,结果证明,GDIII-Ferritin纳米粒子疫苗有效地突出了抗原中和表位,预期的结合曲线表明抗原表位被屏蔽的风险极小(图2)。

 

图2:SPR检测三种GDIII表位特异性中和抗体与不同亚单位疫苗的亲和力

该文章将病毒抗原与多肽标签融合,并利用Fagy标记将抗原固定到FTH1纳米颗粒表面,可以提升抗原呈递效率、增强抗原的免疫原性、增加纳米颗粒疫苗的稳定性、提高制备和储存的便利性。这些优点使得这种方法成为开发新型纳米颗粒疫苗的有效策略。

总 结

Biacore在整个研究工作中提供了两方面的核心数据,也展示了技术上的优势:

 1 

SPR的高分辨率能够准确呈现GDIII三种不同的多肽融合蛋白与FTH1之间亲和力的差异,发现Fagy标签是一种非常有效的偶联方法,可以显著提高抗原与铁蛋白的结合亲和力,从而增强纳米疫苗的免疫原性。

 2 

在抗体与不同亚单位疫苗的动力学测试中,亲和力达到了10-11次方,这样高的亲和力对基线的稳定性以及仪器的灵敏度都提出了更高的要求,Biacore的亲和力检测范围广,即使是pM级别的亲和力也能轻松检测。通过这一数据发现GDIII-Ferritin纳米疫苗与中和抗体的结合亲和力更高,表明GDIII-Ferritin纳米疫苗能够有效地展示GDIII的中和表位,并产生更强的中和抗体反应。

Biacore作为唯一被中国、美国、日本三国药典收录的分子互作检测技术,以其卓越的性能的和精准的数据质量,在疫苗抗原性检测,结构设计开发、免疫原性鉴定,佐剂选择与免疫评价等领域发挥着越来越重要的作用。相信未来Biacore一定会在疫苗研发的各个领域崭露头角,助力疫苗研发,保证疫苗的安全性和有效性。