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疟疾严重威胁全球健康,为评估 R21/MatrixM?疟疾疫苗免疫反应,研究人员开发并验证一种多重免疫分析方法。结果显示该方法稳健、特异性强、动态范围广,与单重 ELISA 检测结果相关性良好,有助于疟疾疫苗免疫研究。
疟疾,一直是全球公共卫生领域的 “顽固敌人”,每年都无情地夺走数十万人的生命,尤其是在撒哈拉以南非洲地区,无数儿童和孕妇深受其害。目前,R21/MatrixM?(R21/MM)和 RTS,S/AS01 是世界卫生组织推荐使用的仅有的两种疟疾疫苗,它们主要针对疟原虫(Plasmodium falciparum,Pf)感染的红细胞前期。然而,在评估 R21/MM 疫苗免疫反应时,传统的单一抗原检测方法存在局限性,无法全面了解疫苗激发的免疫应答,且在面对儿科等样本量有限的情况时更是捉襟见肘。为了突破这些困境,来自英国牛津大学詹纳研究所(Jenner Institute, University of Oxford)的研究人员开展了一项意义重大的研究。
他们开发并验证了一种多重免疫分析方法,可同时测量针对 R21 疫苗中多个抗原的抗体水平,包括环子孢子蛋白(circumsporozoite protein,CSP)的 NANP 重复区域、CSP C - 末端区域、全长 R21 和乙肝表面抗原(HBsAg)。研究结果表明,该多重免疫分析方法表现出良好的稳健性和特异性,具有较宽的动态范围。并且,该方法检测的 NANP6 IgG 抗体水平与之前牛津大学 R21/MM 临床试验中使用的单重 ELISA 检测结果之间存在很强的线性关系。这一研究成果发表在《npj Vaccines》上,为疟疾疫苗的免疫分析提供了更全面、精准的工具,有助于深入了解疫苗的免疫机制,推动疟疾疫苗的进一步优化和发展 。
研究人员开展研究时用到的主要关键技术方法包括:首先,选用来自三项 R21 疫苗临床试验的血清和血浆样本,以及来自英国受控人类疟疾感染(CHMI)研究的样本用于方法开发和验证;其次,采用 Meso Scale Discovery(MSD)公司开发的 4 - 斑点、96 孔板结合电化学发光(ECL)检测系统的多重免疫分析技术,检测血浆或血清样本中抗原特异性 IgG;最后,运用统计分析方法,如计算变异系数(% CV)评估实验的重复性,使用 Spearman 秩相关系数分析不同检测方法间的相关性等。
下面来详细看看研究结果:
- 初始方法开发:MSD 公司利用 120 份来自不同临床试验的样本进行初始方法开发,确定了抗原与 BSA 的结合方式、样本最佳稀释比例、标准曲线材料及质控(QC)样本的制备等。结果显示,该方法在抗原包被均匀性、特异性和重复性方面表现良好。
- 内部验证:在牛津大学詹纳研究所进行的内部验证中,研究人员从多个角度评估了该方法的性能。在研究实验室间变异性时,发现标准曲线和 QC 样本在不同实验室间存在一定变异,但临床样本测量结果在两个实验室间呈正相关;研究批内变异性时,比较同一天同一操作员运行的两个板的数据,发现标准曲线和 QC 样本的变异在可接受范围内,临床样本的平均变异为 2.5% CV;研究批间变异性时,比较同一操作员在不同天运行的板的数据,标准曲线、QC 样本和临床样本的变异均在可接受范围;研究操作员间变异性时,不同操作员运行的板的数据显示,标准曲线变异较小,QC 样本和临床样本变异在可接受范围内。
- 探究多重 MSD 的阴性阈值:研究人员使用 58 份来自英国未感染过疟疾的志愿者的预接种样本,计算出 NANP、C - 末端和全长 R21 的阴性阈值,但在本研究数据中未将其作为截断值使用。
- 从标准化 NANP6 ELISA 到 MSD 的桥接研究:通过对两个不同队列(布基纳法索婴儿队列和马里婴儿队列)的研究,比较单重 NANP6 ELISA 和多重 MSD 分析方法,发现两种方法高度相关。同时,研究还计算了两种方法的动态范围,多重 MSD 分析方法的动态范围为 2250,单重 ELISA 的动态范围为 37。
在研究结论和讨论部分,该多重免疫分析方法符合国际人用药品注册技术协调会(ICH)等监管机构制定的精准度、线性、特异性、稳健性等标准,可同时测量多个 R21 疫苗抗原的抗体水平,适用于样本量有限的临床试验,为疟疾疫苗免疫反应评估提供了有力工具。然而,该方法也存在一些局限性,如样本稀释度高、成本高、数据管理要求高,且添加抗原需重新验证等。尽管如此,该方法在大规模临床试验中仍具有重要价值,能够支持对 R21 疫苗的进一步免疫学研究,为疟疾防控带来新的希望。