纳米抗体液相阻断 ELISA:评估塞内卡病毒 A 疫苗效力的创新之选

【字体: 时间:2025年04月24日 来源:Applied Microbiology and Biotechnology 3.9

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  为解决传统塞内卡病毒 A(SVA)疫苗效力评估方法耗时耗力且不符动物福利要求的问题,研究人员开发基于纳米抗体的液相阻断 ELISA(nbLPB-ELISA)。结果显示该方法与病毒中和试验(VNT)高度相关,能评估疫苗保护力,为 SVA 疫苗评估提供新途径。

  在猪的养殖世界里,有一种名为塞内卡病毒 A(Senecavirus A,SVA)的病毒,它就像一个隐藏的 “破坏者”。SVA 属于小 RNA 病毒科(Picornaviridae)塞内卡病毒属,其基因组能编码多种蛋白。自 2007 年被发现会引发猪的水泡病,导致新生仔猪流产和死亡率上升以来,它在全球多个国家的猪场 “肆虐”,像中国、美国、巴西等都深受其害。而且,它引发的症状和口蹄疫病毒(FMDV)引起的很相似,这给诊断和防控带来了极大的困难。
目前,应对 SVA 感染的主要手段是接种疫苗。然而,评估 SVA 疫苗效力的传统方法却存在诸多问题。一方面,检测中和抗体(NAb)依赖活病毒和细胞病变效应测定,不仅耗费大量时间和人力,结果还容易受到主观因素影响。另一方面,病毒攻毒实验虽然能直接评估疫苗保护效果,但使用活病原体违背了动物福利原则。所以,寻找一种简单、快速、可靠且符合动物福利的方法来评估 SVA 疫苗效力,成为了科研人员亟待解决的难题。

为了攻克这一难题,中国农业科学院兰州兽医研究所的研究人员勇挑重担,展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Applied Microbiology and Biotechnology 》上,为 SVA 疫苗效力评估领域带来了新的曙光。

研究人员开展的主要技术方法包括:首先是细胞培养技术,培养了猪肾(IBRS-2)细胞和人胚胎肾(HEK293 F)细胞,为后续实验提供细胞模型;其次是蛋白质纯化与表达技术,从感染 SVA 的羊驼中获取 VHH 基因片段,克隆到表达载体并在 293 F 细胞中表达,纯化出 V1-VHH;还有免疫分析技术,利用 ELISA、病毒中和试验(VNT)、免疫荧光测定(IFA)等方法检测抗体反应性和中和活性,通过棋盘滴定法优化 nbLPB-ELISA 条件;最后,收集大量不同状态猪的血清样本,如临床健康但 SVA 抗体阴性猪、实验感染或接种疫苗猪的血清,用于各项检测分析。

下面来看具体的研究结果:

  • VHH 的制备与鉴定:通过噬菌体筛选技术获得了能与 SVA 特异性反应的 V1-VHH。将编码 V1-VHH 基因的载体转染 293 F 细胞,利用蛋白 A 亲和层析纯化 VHH。经检测,V1-VHH 分子量约为 42kDa,产量可观,且能特异性地与感染 SVA 的 IBRS-2 细胞反应,在细胞模型中还能有效阻止 SVA 附着细胞表面,半数中和滴度为 0.045μg/mL,也能以剂量依赖方式置换已结合在细胞表面的病毒粒子,半数中和滴度为 0.28μg/mL。
  • nbLPB-ELISA 的条件优化:采用间接 ELISA 评估 V1-VHH 对 SVA 的亲和力,发现其半数抑制浓度为 0.26nM。棋盘滴定法确定了捕获抗体(0.25μg/mL)、检测抗体(0.125μg/mL)的最佳浓度,5% 脱脂牛奶作为封闭液封闭 60min 效果最佳。同时,优化了血清、生物素化 V1-VHH、HRP - 链霉亲和素孵育时间以及 TMB 显色时间,确定了 nbLPB-ELISA 的最佳反应条件。
  • nbLPB-ELISA 的性能评估:利用 87 份 SVA 阴性血清和 105 份 SVA 感染或疫苗免疫猪的血清确定 nbLPB-ELISA 的临界值、特异性和敏感性。结果显示,临界值设定为 1.65log10时,受试者工作特征曲线下面积(AUC)达到 0.9996,敏感性和特异性分别为 100% 和 99.04%。用感染猪的 PCV2、CFSV、PRRSV 和 FMDV 阳性血清评估交叉反应性,发现 nbLPB-ELISA 与这些病毒血清无交叉反应。通过检测 5 份 SVA 阳性和 5 份 SVA 阴性血清样本评估重复性,批内和批间变异系数均在 0.00 - 0.09%,表明重复性良好。
  • nbLPB-ELISA 与其他检测方法的比较:对比 nbLPB-ELISA 与 VNT 检测 68 份猪血清样本中 SVA 的结果,二者阳性符合率达 100%,皮尔逊相关系数为 0.83,一致性良好。同时评估 nbLPB-ELISA、cELISA 和 BIOSTONE AsurDx? SVA Ab 测试试剂盒的性能,发现 nbLPB-ELISA 与 cELISA、BIOSTONE AsurDx? SVA Ab 测试试剂盒的符合率分别为 97.44%(76/78)和 98.72%(77/78),显示出 nbLPB-ELISA 较高的敏感性。
  • 确定疫苗保护阈值:研究人员用 nbLPB-ELISA 检测 55 份接种 SVA 病毒样颗粒(VLP)或灭活疫苗猪的血清样本以及 60 份 SVA 阴性猪的血清样本,发现当 NAb 滴度≥2.41log10(相当于 256)时,能提供 100% 的保护;滴度为 1.81log10(相当于 64)和 2.11log10(相当于 128)时,保护率分别为 57.1% 和 70% 。

研究结论与讨论部分指出,nbLPB-ELISA 与 VNT 有效性相似,能反映接种动物的 NAb 滴度,且比之前的检测方法更能体现真实血清 NAb 滴度。与其他检测试剂盒相比,nbLPB-ELISA 敏感性更高。虽然在低抗体水平和保护率之间存在 “灰色地带”,但总体而言,nbLPB-ELISA 为加速 SVA 疫苗开发、减少动物使用以及评估猪群 SVA 疫苗效力提供了一种实用且有效的新方法,在 SVA 疫苗的生产和应用中,对监测保护性抗体具有重要意义,为防控 SVA 感染、保障养猪业健康发展提供了有力的技术支持。

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