การพัฒนาการตรวจหาแอนติบอดีลบล้างฤทธิ์ไวรัส SARS-CoV-2 ในห้องปฏิบัติการด้วยวิธี Pseudovirus Neutralization Test: การศึกษาเชิงพิสูจน์แนวคิด
การพัฒนาการตรวจหาแอนติบอดีลบล้างฤทธิ์ไวรัส SARS-CoV-2 ในห้องปฏิบัติการด้วยวิธี Pseudovirus Neutralization Test
คำสำคัญ:
ซาร์สโควีทู, โควิด 19, แอนติบอดีลบล้างฤทธิ์, ไวรัสเทียม, วิธี pVNTบทคัดย่อ
Pseudovirus-based neutralization test (pVNT) เป็นวิธีในการตรวจหาแอนติบอดีที่ลบล้างฤทธิ์ไวรัสโดยใช้ pseudovirus แทนการใช้ไวรัสจริง ซึ่งเป็นวิธีที่มีความปลอดภัยสูงและสามารถปรับใช้งานได้หลากหลาย งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธี pVNT สำหรับตรวจหาระดับแอนติบอดีที่ลบล้างฤทธิ์ไวรัส SARS-CoV-2 โดยใช้ pseudovirus ที่สร้างจาก lentivirus ซึ่งถูกออกแบบให้แสดงโปรตีนหนามของ SARS-CoV-2 สายพันธุ์ wildtype และโปรตีนเรืองแสงสำหรับรายงานผล ในการทดลองทำการทดสอบปัจจัยต่าง ๆ ที่สำคัญ เช่น ปริมาณเซลล์เป้าหมาย ปริมาณ pseudovirus และระยะเวลาในการตรวจสอบผล เมื่อนำไปทดสอบกับตัวอย่างซีรัมของผู้ที่เคยได้รับเชื้อโควิดและผู้ที่ได้รับวัคซีน เปรียบเทียบผลกับวิธี plaque reduction neutralization test (PRNT) พบว่ามีค่าความสัมพันธ์สูง โดยมีค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ เท่ากับ 0.91 จากการตรวจสอบความแม่นของการทำซ้ำ พบค่าสัมประสิทธิ์ความแปรปรวนในชุดวิเคราะห์เดียวกันและความแปรปรวนต่างชุดวิเคราะห์ คือ 7.64% และ 8.17% ตามลำดับ นอกจากนี้ทำการทดสอบวิธี pVNT โดยใช้ตัวอย่างแอนติบอดีต้าน SARS-CoV-2 มาตรฐานสากลขององค์การอนามัยโลกเพื่อเปรียบเทียบค่าเป็นหน่วยสากล (WHO International Units; IU/mL) ดังนั้นวิธี pVNT ที่พัฒนาขึ้นนี้จึงเป็นวิธีที่สามารถนำไปใช้ตรวจหาแอนติบอดีที่ลบล้างฤทธิ์ไวรัส SARS-CoV-2 ได้ เป็นอีกทางเลือกสำหรับงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับโรคโควิด 19 อย่างไรก็ตามต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมและปรับปรุงโปรตีน spike ของ pseudovirus เพื่อให้สอดคล้องกับสายพันธุ์ที่สนใจในปัจจุบัน
References
World Heatlh Organization. 2021 Annual report WHO's response to COVID-19. Geneva: World Heatlh Organization; 2022.
Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, et al. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. N Engl J Med 2020; 382(8): 727-33.
Subbarao K, McAuliffe J, Vogel L, Fahle G, Fischer S, Tatti K, et al. Prior infection and passive transfer of neutralizing antibody prevent replication of severe acute respiratory syndrome coronavirus in the respiratory tract of mice. J Virol 2004; 78(7): 3572-7.
Kapadia SU, Rose JK, Lamirande E, Vogel L, Subbarao K, Roberts A. Long-term protection from SARS coronavirus infection conferred by a single immunization with an attenuated VSV-based vaccine. Virology 2005; 340(2): 174-82.
Morales-Nunez JJ, Munoz-Valle JF, Torres-Hernandez PC, Hernandez-Bello J. Overview of neutralizing antibodies and their potential in COVID-19. Vaccines 2021; 9(12): 1376. (22 pages).
Zhou G, Zhao Q. Perspectives on therapeutic neutralizing antibodies against the Novel Coronavirus SARS-CoV-2. Int J Biol Sci 2020; 16(10): 1718-23.
Corti D, Lanzavecchia A. Broadly neutralizing antiviral antibodies. Annu Rev Immunol 2013; 31: 705-42.
Bewley KR, Coombes NS, Gagnon L, McInroy L, Baker N, Shaik I, et al. Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by wild-type plaque reduction neutralization, microneutralization and pseudotyped virus neutralization assays. Nat Protoc 2021; 16(6): 3114-40.
Valcourt EJ, Manguiat K, Robinson A, Lin YC, Abe KT, Mubareka S, et al. Evaluating humoral immunity against SARS-CoV-2: validation of a plaque-Reduction neutralization test and a multilaboratory comparison of conventional and surrogate neutralization assays. Microbiol Spectr 2021; 9(3): e0088621. (15 pages).
Albrecht P, Herrmann K, Burns GR. Role of virus strain in conventional and enhanced measles plaque neutralization test. J Virol Methods 1981; 3(5): 251-60.
Jacofsky D, Jacofsky EM, Jacofsky M. Understanding antibody testing for COVID-19. J Arthroplasty 2020; 35(7S): S74-81.
Merluza J, Ung J, Makowski K, Robinson A, Manguiat K, Mueller N, et al. Validation and establishment of the SARS-CoV-2 lentivirus surrogate neutralization assay as a prescreening tool for the plaque reduction neutralization test. Microbiol Spectr 2023; 11(1): e0378922. (12 pages).
Chen M, Zhang XE. Construction and applications of SARS-CoV-2 pseudoviruses: a mini review. Int J Biol Sci 2021; 17(6): 1574-80.
Nie J, Li Q, Wu J, Zhao C, Hao H, Liu H, et al. Establishment and validation of a pseudovirus neutralization assay for SARS-CoV-2. Emerg Microbes Infect 2020; 9(1): 680-6.
Letko M, Marzi A, Munster V. Functional assessment of cell entry and receptor usage for SARS-CoV-2 and other lineage B betacoronaviruses. Nat Microbiol 2020; 5(4): 562-9.
Xiong H-L, Wu Y-T, Cao J-L, Yang R, Liu Y-X, Ma J, et al. Robust neutralization assay based on SARS-CoV-2 S-protein-bearing vesicular stomatitis virus (VSV) pseudovirus and ACE2-overexpressing BHK21 cells. Emerg Microbes Infect 2020; 9(1): 2105-13.
Condor Capcha JM, Lambert G, Dykxhoorn DM, Salerno AG, Hare JM, Whitt MA, et al. Generation of SARS-CoV-2 spike pseudotyped virus for viral entry and neutralization assays: a 1-week protocol. Front Cardiovasc Med 2020; 7: 618651. (12 pages).
Crawford KHD, Eguia R, Dingens AS, Loes AN, Malone KD, Wolf CR, et al. Protocol and reagents for pseudotyping lentiviral particles with SARS-CoV-2 spike protein for neutralization assays. Viruses 2020; 12(5): 513. (15 pages).
Tandon R, Mitra D, Sharma P, McCandless MG, Stray SJ, Bates JT, et al. Effective screening of SARS-CoV-2 neutralizing antibodies in patient serum using lentivirus particles pseudotyped with SARS-CoV-2 spike glycoprotein. Sci Rep 2020; 10(1): 19076. (7 pages).
Giroglou T, Cinatl J, Jr., Rabenau H, Drosten C, Schwalbe H, Doerr HW, et al. Retroviral vectors pseudotyped with severe acute respiratory syndrome coronavirus S protein. J Virol 2004; 78(17): 9007-15.
Lee SY, Kim DW, Jung YT. Construction of SARS-CoV-2 spike-pseudotyped retroviral vector inducing syncytia formation. Virus Genes 2022; 58(3): 172-9.
Tan C, Wang N, Deng S, Wu X, Yue C, Jia X, et al. The development and application of pseudoviruses: assessment of SARS-CoV-2 pseudoviruses. PeerJ 2023; 11: e16234. (17 pages).
Cosar B, Karagulleoglu ZY, Unal S, Ince AT, Uncuoglu DB, Tuncer G, et al. SARS-CoV-2 mutations and their viral variants. Cytokine Growth Factor Rev 2022; 63: 10-22.
World Heatlh Organization. First WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin (human) NIBSC code: 20/136 Instructions for use. [online]. 2020; [cited 2023 Nov 24]; [2 screens]. Available from: URL:https://www.nibsc.org/documents/ifu/20136.pdf.
System Biosciences. User manual: pPACKspike SARS-CoV-2 "S" pseudovirus lentivector packaging mix. [online]. 2020; [cited 2022 Oct 10]; [16 screens]. Available from: URL: https://www.systembio.com/products/lentivirus-production/virus-packaging/ppack-spikesarscov-2-s-pseudotype-lentivector-packagingmix.
Liang Z, Wu X, Wu J, Liu S, Tong J, Li T, et al. Development of an automated, high-throughput SARS-CoV-2 neutralization assay based on a pseudotyped virus using a vesicular stomatitis virus (VSV) vector. Emerg Microbes Infect 2023; 12(2): e2261566. (12 pages).
Ferrara F, Temperton N. Pseudotype neutralization assays: from laboratory bench to data anal sis. Methods Protoc 2018; 1(1): 8. (16 pages).
Kullabutr K, Yusho A, Sapsutthipas S, Chumpol S, Ritthitham K, Phumiamorn S. Method validation of the plaque assay for SARS-CoV-2 titration. TFDJ Thai Food Drug J 2021; 28(3): 10-21.
Wood B, Jevremovic D, Bene MC, Yan M, Jacobs P, Litwin V, et al. Validation of cell-based fluorescence assays: practice guidelines from the ICSH and ICCS - part V - assay performance criteria. Cytometry B Clin Cytom 2013; 84(5): 315-23.
Ory DS, Neugeboren BA, Mulligan RC. A stable human-derived packaging cell line for production of high titer retrovirus/vesicular stomatitis virus G pseudotypes. Proc Natl Acad Sci USA 1996; 93(21): 11400-6.
Hu J, Gao Q, He C, Huang A, Tang N, Wang K. Development of cell-based pseudovirus entry assay to identify potential viral entry inhibitors and neutralizing antibodies against SARS-CoV-2. Genes Dis 2020; 7(4): 551-7.
Sanders DA. No false start for novel pseudotyped vectors. Curr Opin Biotechnol 2002; 13(5): 437-42.
Lan J, Ge J, Yu J, Shan S, Zhou H, Fan S, et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptorbinding domain bound to the ACE2 receptor. Nature 2020; 581(7807): 215-20.
Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, Krüger N, Herrler T, Erichsen S, et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell 2020; 181(2): 271-80.
Nie J, Li Q, Wu J, Zhao C, Hao H, Liu H, et al. Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by a pseudotyped virus-based assay. Nat Protoc 2020; 15(11): 3699-715.
Wu C, Xu Q, Wang H, Tu B, Zeng J, Zhao P, et al. Neutralization of SARS-CoV-2 pseudovirus using ACE2-engineered extracellular vesicles. Acta Pharm Sin B 2022; 12(3): 1523-33.
Dogan M, Kozhaya L, Placek L, Gunter C, Yigit M, Hardy R, et al. SARS-CoV-2 specific antibody and neutralization assays reveal the wide range of the humoral immune response to virus. Commun Biol 2021; 4(1): 129. (13 pages).
Cai Z, Kalkeri R, Wang M, Haner B, Dent D, Osman B, et al. Validation of a pseudovirus neutralization assay for severe acute respiratory syndrome coronavirus 2: a high-throughput method for the evaluation of vaccine immunogenicity. Microorganisms 2024; 12: 1201. (11 pages).
Downloads
เผยแพร่แล้ว
How to Cite
ฉบับ
บท
License
Copyright (c) 2024 วารสารกรมวิทยาศาสตร์การแพทย์
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
