施歌,石亮,王翠艷,白鷺,褚彥飛,史赫,谷鐵軍,劉大維,包小華
1.吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130118;2.長(zhǎng)春百克生物科技股份公司吉林 長(zhǎng)春 130062;3.京天成生物技術(shù)(北京)有限公司,北京 100089;4.吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130012;5.中國(guó)人民解放軍聯(lián)勤保障部隊(duì)第964 醫(yī)院,吉林 長(zhǎng)春 130000
手足口?。╤and,foot,mouth disease,HFMD)是近幾十年在全世界特別是亞太地區(qū)廣泛流行的高傳染性疾病。在我國(guó)HFMD 主要由腸道病毒71 型(enterovirus 71,EV71)及柯薩奇病毒A 組16 型(coxsackie virus,CVA16)感染引發(fā),其中EV71 屬于小核糖核酸病毒科腸病毒屬的一類微小單鏈病毒[1],該病毒可通過日常接觸傳播,5 歲以下嬰幼兒及學(xué)前兒童極易感染。EV71 感染有不同的臨床表現(xiàn),部分人可呈隱性感染[2-3]。接種疫苗是預(yù)防EV71 感染的有效手段,目前我國(guó)已有EV71 滅活疫苗上市,但無(wú)EV71 病毒樣顆粒(virus-like particle,VLP)疫苗上市。VLP 與天然病毒有類似結(jié)構(gòu)但不含病毒遺傳信息,具備獨(dú)特的安全性、免疫原性及可被精準(zhǔn)修飾等優(yōu)勢(shì),因此被用于研制多種疫苗[4-7],如乙型肝炎病毒VLP 疫苗及人乳頭瘤病毒VLP 疫苗已成功上市,EV71 VLP 疫苗也已成為研究熱點(diǎn),并初步具備了進(jìn)行臨床研究的條件[7-8]。
ELISA 法是實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)免疫學(xué)指標(biāo)最常用的方法,也是疫苗抗原含量檢測(cè)的重要手段,具有靈敏度高、特異性強(qiáng)、快速簡(jiǎn)便、重復(fù)性好,且成本低、環(huán)保等其他優(yōu)勢(shì)[9]。本研究參考其他疫苗使用ELISA方法檢測(cè)抗原含量的經(jīng)驗(yàn)[10-12],通過免疫日本大耳白兔制備抗EV71 VLP 多克隆抗體,并對(duì)多克隆抗體包被濃度和酶標(biāo)抗體稀釋倍數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,初步建立了檢測(cè)EV71 VLP 抗原含量的雙抗體夾心ELISA法,并且為確保已建立的檢測(cè)方法適用于EV71 VLP疫苗抗原的質(zhì)量控制,對(duì)方法的準(zhǔn)確度、精密度、線性范圍和定量限進(jìn)行了驗(yàn)證[13-14],以期為EV71 VLP疫苗的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。
1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 普通級(jí)日本大耳白兔2 只,雌性,100 ~ 110 日齡,體重2.0 ~ 2.3 kg,購(gòu)自北京隆安實(shí)驗(yàn)動(dòng)物養(yǎng)殖中心,動(dòng)物合格證號(hào):SCXK(京)2019-0006。本實(shí)驗(yàn)均以科研為目的進(jìn)行白兔的養(yǎng)殖和使用,并按照實(shí)驗(yàn)動(dòng)物福利倫理審查指南的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行(GB / T 35892-2018)。
1.2主要試劑及儀器 EV71 VLP(0.4 mg / mL)由長(zhǎng)春百克生物科技股份公司制備;EV71 抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品(1 600 U / mL,批號(hào):20101701)購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院;牛血清白蛋白(BSA)購(gòu)自北京酷來(lái)搏科技有限公司;HRP 標(biāo)記的羊抗兔二抗購(gòu)自美國(guó)Jackson Immuno Research 公司;抗EV71 P1 HRP 標(biāo)記抗體由吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院艾滋病國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室提供;底物A 液、B 液購(gòu)自北京勤邦生物技術(shù)有限公司;酶標(biāo)儀購(gòu)自美國(guó)Thermo Scientific公司;紫外分光光度計(jì)購(gòu)自上海美譜達(dá)儀器有限公司;Protein A 親和層析柱購(gòu)自江蘇金斯瑞生物科技有限公司。
1.3EV71 VLP 兔多克隆抗體的制備
1.3.1動(dòng)物免疫 按照京天成生物技術(shù)(北京)有限公司實(shí)驗(yàn)動(dòng)物免疫程序,以EV71 VLP 作為免疫原,背部皮下免疫日本大耳白兔,6 mL / 只,1 周后采用相同方法進(jìn)行加強(qiáng)免疫,共加強(qiáng)免疫3 次,末次免疫1 周后心臟采血。
1.3.2兔血清抗體效價(jià)檢測(cè) 用EV71 VLP 包被酶標(biāo)板(1 μg / mL),100 μL / 孔,4 ℃過夜;PBS 洗板3 次,加入5% milk-PBS,200 μL / 孔,室溫封閉1 h;PBS 洗板1 次,加入兔血清(用5% milk-PBS 按1 ∶1 000、1 ∶5 000、1 ∶10 000、1 ∶50 000、1 ∶100 000 稀釋),100 μL / 孔,室溫反應(yīng)1 h;PBS 洗板3 次,拍干,加入HRP 標(biāo)記的羊抗兔二抗(1 ∶2 000 稀釋),100 μL / 孔,室溫反應(yīng)1 h;PBS 洗板5 次,拍干,加入底物液(底物A 液和B 液等體積混勻),100 μL/孔,室溫避光反應(yīng)20 min;加入終止液,50 μL / 孔,混勻,上酶標(biāo)儀,讀取A450值。
1.3.3純化抗體效價(jià)的檢測(cè) 采用Protein A 親和層析純化。取1 mL 偶聯(lián)A 蛋白的柱料加至空柱中,PBS 洗滌后,將1 mL 血清用9 mL PBS 稀釋后上柱,然后將收集的流過液重新上柱1 次;用pH 2.7 的甘氨酸洗脫液洗脫,每1 mL 洗脫液收集1 管;用pH 1.9的甘氨酸洗脫液洗脫,每1 mL 洗脫液收集1 管。上酶標(biāo)儀,讀取A280值,將A280值高于0.5 的洗脫液混合后再重新測(cè)定混合液的A280值,按照1.4 的系數(shù)[15]計(jì)算抗體濃度[A280/ 1.4(mg / mL)]。將抗體濃度分別稀釋至1、0.5、0.05、0.005 和0.000 5 μg / mL后,按1.3.2 項(xiàng)方法進(jìn)行效價(jià)測(cè)定。
1.4方法的建立
1.4.1純化多克隆抗體的篩選 將10 μg / mL 多克隆抗體包被酶標(biāo)板,100 μL / 孔,4 ℃反應(yīng)16 h;甩干,1 × PBS 洗滌3 次,加入封閉液,200 μL / 孔,室溫反應(yīng)1 h;拍干,分別加入EV71 抗原樣品(1 000、100、1 ng / mL)及抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品(1 ∶10、1 ∶40、1 ∶160 稀釋),100 μL / 孔,37 ℃反應(yīng)1 h;1 × PBS洗滌3 次,拍干,加入酶標(biāo)抗體(1 ∶2 000 稀釋),100 μL / 孔,37 ℃反應(yīng)1 h;1 × PBS 洗滌3 次,拍干,分別加入底物A 液和B 液,各50 μL / 孔,室溫避光反應(yīng)10 min;加入終止液,50 μL / 孔,上酶標(biāo)儀測(cè)定A450值。
1.4.2包被濃度與酶標(biāo)抗體稀釋倍數(shù)的篩選 用多克隆抗體包被酶標(biāo)板,包被濃度分別為5 和10 μg/mL,酶標(biāo)抗體稀釋倍數(shù)為1 ∶4 000 和1 ∶10 000,采用方陣滴定法交叉檢測(cè)不同濃度EV71 抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品及EV71 VLP[12],確定多克隆抗體包被濃度及酶標(biāo)抗體稀釋倍數(shù)。
1.5方法的驗(yàn)證
1.5.1線性范圍 將EV71 抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品分別稀釋至16、8、4、2、1、0.5、0.25 U / mL,用建立的方法檢測(cè)A450值,以抗原標(biāo)準(zhǔn)品濃度的對(duì)數(shù)值為橫坐標(biāo),扣除空白背景的A450值的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo),選取5點(diǎn)以LogX- LogY擬合方式繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.5.2準(zhǔn)確度 用建立的方法檢測(cè)不同濃度(16、8、4、2 U / mL)EV71 抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品,讀取A450值,以測(cè)定值和理論值的比值計(jì)算回收率。
1.5.3定量限 將EV71 VLP 稀釋至濃度范圍為0.5 ~65 ng / mL,以PBS 溶液作為陰性對(duì)照,用建立的方法進(jìn)行檢測(cè)。以陰性對(duì)照A450值的2.1 倍確定方法的定量限。
1.5.4精密度 選擇3 個(gè)濃度(31.250、15.625、7.813 ng / mL)的EV71 VLP,用建立的方法進(jìn)行檢測(cè),每個(gè)濃度檢測(cè)3 次,計(jì)算相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)。
2.1兔血清抗體效價(jià) 初次免疫后第30 天血清樣品效價(jià)檢測(cè)結(jié)果見表1,1 和2 號(hào)兔血清中識(shí)別EV71 抗原的抗體效價(jià)超過1 ∶100 000,A450值>陰性對(duì)照值的2.1 倍。
表1 初次免疫后第30 天兔血清抗體效價(jià)檢測(cè)結(jié)果(A450)Tab.1 Serum antibody titer of rabbits on day 30 after primary immunization(A450)
2.2純化抗體效價(jià) 純化后1 和2 號(hào)兔多克隆抗體濃度分別為1.96 和2.18 mg / mL。稀釋后多克隆抗體ELISA 檢測(cè)結(jié)果顯示,1 和2 號(hào)兔多克隆抗體在0.005 μg / mL 濃度下,A280值>陰性對(duì)照值的2.1 倍,表明獲得的多克隆抗體已達(dá)到相應(yīng)濃度,見表2。
表2 純化抗體效價(jià)檢測(cè)結(jié)果(A280)Tab.2 Titer of purified antibody(A280)
2.3純化多克隆抗體的篩選 不同梯度抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品及EV71 抗原樣品測(cè)得的A450值呈良好的梯度關(guān)系,2 號(hào)兔多克隆抗體空白A450值更低,優(yōu)于1 號(hào)兔多克隆抗體,見表3。
表3 不同純化抗體對(duì)不同抗原測(cè)試結(jié)果(A450)Tab.3 Test results of different purified antibodies against different antigens(A450)
2.4最佳包被濃度、酶標(biāo)抗體濃度及方法建立 包被濃度5 μg / mL、酶標(biāo)抗體濃度1 ∶10 000 稀釋條件下,測(cè)定EV71 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品、EV71 VLP 的A450值,結(jié)果顯示本方法具有良好的陽(yáng)性反應(yīng)吸收值及線性規(guī)律,為最佳工作參數(shù),見表4 和表5。建立的方法為:5 μg / mL 抗EV71 多克隆抗體包被酶標(biāo)板,100 μL / 孔,4 ℃反應(yīng)過夜;甩干,1 × PBS 洗滌3 次,加入封閉液,200 μL / 孔,室溫反應(yīng)1 h;拍干,加入不同濃度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品及稀釋后待測(cè)樣品,100 μL/孔,37 ℃反應(yīng)1 h;1 × PBS 洗滌3 次,拍干,加入1 ∶10 000 稀釋的酶標(biāo)抗體,100 μL / 孔,37 ℃反應(yīng)1 h;1 × PBS 洗滌3 次,拍干,加入底物A 液和B 液,各50 μL/孔,暗處反應(yīng)10 min;加入終止液,50 μL/孔,于450 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定A值。采用LogX- LogY擬合方式進(jìn)行線性擬合。
表4 EV71 抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品交叉測(cè)試結(jié)果(A450)Tab.4 Cross test results of national standard for EV71 antigen(A450)
表5 EV71 VLP 交叉測(cè)試結(jié)果(A450)Tab.5 Cross test results of EV71 VLP(A450)
2.5方法驗(yàn)證
2.5.1線性范圍 抗原標(biāo)準(zhǔn)品濃度在0.5 ~8 U/mL范圍內(nèi),其對(duì)數(shù)值與對(duì)應(yīng)的A450值對(duì)數(shù)值呈良好的線性關(guān)系,Y= 1.063 2X- 1.106,R2= 0.992 7,見圖1。
圖1 EV71 抗原國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)品反應(yīng)曲線Fig.1 Reaction curve of national standard for EV71 antigen
2.5.2準(zhǔn)確度 不同濃度EV71 VLP 檢測(cè)結(jié)果的回收率為81% ~106%,符合《中國(guó)藥典》三部(2020版)規(guī)定的70% ~125%,見表6。
表6 準(zhǔn)確度驗(yàn)證結(jié)果Tab.6 Validation for accuracy
2.5.3定量限 EV71 VLP 抗原含量在0.5 ~65 ng / mL(0.507、1.015、2.03、4.06、8.12、16.25、32.5 和65 ng / mL)范圍內(nèi)的A450值分別為0.176、0.205、0.363、0.665、1.092、1.718、1.941 和2.985,空白對(duì)照A450值為0.107,確定定量限為2 ng / mL。
2.5.4精密度 3 個(gè)濃度(31.250、15.625、7.813ng/mL)EV71 VLP 檢測(cè)結(jié)果的RSD分別為5.76%、12.04%和4.96%,見表7。
表7 精密度驗(yàn)證結(jié)果Tab.7 Validation for precision
ELISA 法已經(jīng)在EV71 滅活疫苗抗原檢測(cè)中得到應(yīng)用[16]。本實(shí)驗(yàn)通過免疫日本大耳白兔,制備了抗EV71 VLP 多克隆抗體,結(jié)果顯示,抗EV71 VLP多克隆抗體能夠特異性識(shí)別抗原標(biāo)準(zhǔn)品及EV71 VLP,可用于雙抗體夾心ELISA 法的研發(fā),經(jīng)多克隆抗體包被、抗原結(jié)合,顯色后讀取A450值,經(jīng)計(jì)算獲得檢測(cè)結(jié)果。由于多克隆抗體可能同時(shí)結(jié)合同一抗原不同結(jié)合位點(diǎn),不同批次抗原的位點(diǎn)構(gòu)象可能會(huì)存在差異,對(duì)酶標(biāo)抗體與抗原結(jié)合能力的影響,尚有待進(jìn)一步考察。
本實(shí)驗(yàn)還考察了建立方法的適用性,方法驗(yàn)證的目的是證明檢驗(yàn)方法適合于相應(yīng)的檢測(cè)要求[17],經(jīng)驗(yàn)證,建立的方法具有良好的準(zhǔn)確度、精密度、線性范圍及定量限。根據(jù)美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration,F(xiàn)DA)分析方法驗(yàn)證指南,重復(fù)性測(cè)試的可接受標(biāo)準(zhǔn)為RSD應(yīng)不高于25%[18],本方法精密度驗(yàn)證RSD在15%以下,且受被檢測(cè)樣品濃度的影響。因此,不同濃度樣品的檢測(cè)精密度可能會(huì)存在差異,針對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過程中的樣品需在不同稀釋度下進(jìn)行測(cè)試及分析。
綜上所述,本實(shí)驗(yàn)建立了雙抗體夾心ELISA 法,可用于EV71 VLP 疫苗抗原含量檢測(cè),該方法準(zhǔn)確度高,精密度良好,可為EV71 VLP 疫苗研制中的質(zhì)量控制過程提供選擇。