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淺談加速新冠治療藥物及疫苗研發(fā)的2種途徑

貝克曼庫(kù)爾特生命科學(xué) 2020-03-18 | 閱讀：1847

新冠疫情的爆發(fā)嚴(yán)重影響著我們每一個(gè)人，不僅生命變得脆弱，同時(shí)也帶來(lái)了社會(huì)性的恐慌、人們生活的不便等等。對(duì)于感染者來(lái)說(shuō)，急需特效的治療藥物，對(duì)于未感染者來(lái)說(shuō)，急需疫苗來(lái)預(yù)防傳染。

為此除了沖在一線(xiàn)的醫(yī)護(hù)人員外還出現(xiàn)了一批科研逆行者，他們利用自身的專(zhuān)業(yè)來(lái)對(duì)抗疫情，致力于治療藥物和預(yù)防疫苗的研究、開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。

新冠治療藥物的開(kāi)發(fā)可以有三種方式。

- 測(cè)試篩選現(xiàn)有的廣譜抗病毒藥物

- 已知化合物庫(kù)篩選

- 重頭開(kāi)發(fā)特異性藥物

這三種方式，無(wú)論哪種方式都要進(jìn)行細(xì)胞/生化水平的篩選，包括

- 細(xì)胞模型的建立

- 藥物細(xì)胞水平有效性評(píng)價(jià)

- 細(xì)胞代謝活性檢測(cè)

- 細(xì)胞中病毒滴度檢測(cè)

事實(shí)上，篩選藥物數(shù)量的龐大、檢測(cè)評(píng)價(jià)工作量的巨大，治療藥物的開(kāi)發(fā)面臨著可怕的挑戰(zhàn)。但方法總比困難多。我們可以通過(guò)設(shè)計(jì)，利用自動(dòng)化的工作流來(lái)加速進(jìn)程。比如自動(dòng)化工作站，它可以簡(jiǎn)化、快速、精準(zhǔn)、安全、低成本地集成各類(lèi)系統(tǒng)進(jìn)行系列的篩選評(píng)價(jià)工作。不僅可以提高效率，規(guī)避人工操作的誤差，而且還可以有效的記錄、追蹤和管理。為治療藥物的快速落地提供引擎。

貝克曼Biomek自動(dòng)化工作站——量身定制，應(yīng)用至上

簡(jiǎn)單化：紅外光幕自動(dòng)感應(yīng)防護(hù)系統(tǒng)，多色狀態(tài)燈實(shí)時(shí)掌握運(yùn)行狀態(tài)

高效化：1.2 mL大體積96通道移液器，全方位旋轉(zhuǎn)機(jī)械手，提高運(yùn)行效率

可靠性：0.5-5000 uL大范圍靈活八通道移液，具備獨(dú)立校準(zhǔn)功能；攝像頭捕捉出

錯(cuò)瞬間，HEPA外罩保障實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全

個(gè)性化：無(wú)縫集成ALP完成特定功能，例如吸頭清洗、震蕩、溫控、試劑儲(chǔ)存等

拓展性：開(kāi)放的儀器設(shè)計(jì)，輕松實(shí)現(xiàn)各個(gè)方位設(shè)備整合，私人定制，為你而來(lái)

應(yīng)用性：細(xì)胞水平高通量篩選、細(xì)胞實(shí)驗(yàn)、酶學(xué)實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞培養(yǎng)、化合物處理等

Biomek自動(dòng)化整合系統(tǒng)

自動(dòng)化的細(xì)胞傳代與培養(yǎng)

Biomek高通量化合物初篩

自動(dòng)化的酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)法實(shí)驗(yàn)

而疫苗作為更加廣適性的法寶，隨著新冠病毒基因序列的解密和毒株的分離，研發(fā)進(jìn)入了快車(chē)道。國(guó)內(nèi)外數(shù)十家企業(yè)/機(jī)構(gòu)競(jìng)速新型冠狀病毒疫苗研發(fā)。種類(lèi)更是百花齊放。目前正在開(kāi)展的例如：

- DNA疫苗：一種將外源性抗原基因插入含真核表達(dá)系統(tǒng)質(zhì)粒中，讓其在體內(nèi)細(xì)胞中表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答從而刺激自體免疫。

- RNA疫苗：與DNA疫苗類(lèi)似，通過(guò)將mRNA遞送至體內(nèi)，讓其在宿主細(xì)胞中表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)免疫應(yīng)答從而刺激自體免疫。

- 分子鉗：一種用于維持疫苗中蛋白質(zhì)形態(tài)的多肽。分子鉗和病毒蛋白結(jié)合所形成的嵌合多肽可以被提純并用于疫苗的快速制備。

- 疫苗佐劑：在疫苗中添加佐劑可以達(dá)到增強(qiáng)免疫應(yīng)答、延長(zhǎng)免疫時(shí)間的效果?？梢詼p少疫苗所需要的抗原量，提升疫苗產(chǎn)量惠及更多人。

- 納米顆粒疫苗：利用Sf9昆蟲(chóng)細(xì)胞系統(tǒng)構(gòu)建重組蛋白納米顆粒，具有增強(qiáng)保護(hù)性的作用。

- 腺病毒載體疫苗：以復(fù)制缺陷的腺病毒作為載體，攜帶編碼抗原（特定致病性蛋白抗原編碼基因）和佐劑。

- 滅活疫苗：以含有細(xì)菌或病毒的材料利用物理或化學(xué)的方法處理，使其喪失感染性或毒性而保持良好的免疫原性，接種后能產(chǎn)生主動(dòng)免疫。

- 亞單位疫苗：通過(guò)化學(xué)分解或有控制性的蛋白質(zhì)水解方法，提取細(xì)菌、病毒的特殊蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，篩選出的具有免疫活性的片段制成的疫苗。

疫苗的制備包括治療藥物的開(kāi)發(fā)，很多環(huán)節(jié)離不開(kāi)細(xì)胞培養(yǎng)與試驗(yàn)，離不開(kāi)細(xì)胞活力及濃度的檢測(cè)。通常，研究人員通過(guò)人工進(jìn)行臺(tái)盼藍(lán)染色和計(jì)數(shù)。但此方法顯然在疫情緊要關(guān)頭顯得不合時(shí)宜，不僅人為因素多、誤差大，而且效率低、無(wú)法追蹤，存在GMP缺陷。尤其是擴(kuò)大規(guī)模轉(zhuǎn)入生產(chǎn)后，這些問(wèn)題會(huì)暴露的更加嚴(yán)重。

雖然疫情緊急關(guān)頭，相關(guān)部門(mén)會(huì)適當(dāng)開(kāi)放綠燈，但基本流程和準(zhǔn)則是不能動(dòng)搖的。那么如何解決這個(gè)看似的小問(wèn)題呢？最好的辦法便是從開(kāi)發(fā)階段就引入嚴(yán)格符合GMP規(guī)范要求的全自動(dòng)的細(xì)胞計(jì)數(shù)和活力分析儀，不僅可以完全解放人力，而且可以消除手工/半自動(dòng)處理的種種“誤差”，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞計(jì)數(shù)和活力分析的快、準(zhǔn)、穩(wěn)，加之優(yōu)異的儀器間的一致性以及96孔板的兼容，無(wú)縫銜接研發(fā)與放大生產(chǎn)，從而加速新冠疫苗的上市進(jìn)程，更快惠及百姓健康。

貝克曼Vi-Cell系列細(xì)胞計(jì)數(shù)和活力分析儀優(yōu)勢(shì)：

- 全自動(dòng)化，測(cè)試僅需3步：取樣、登記、看結(jié)果

- 百圖拍照，準(zhǔn)確可靠，儀器間一致性好

- 分析快速，適合高通量實(shí)驗(yàn)室

- 數(shù)據(jù)支持再分析，內(nèi)置多種細(xì)胞類(lèi)型

- 實(shí)時(shí)細(xì)胞圖像和即時(shí)結(jié)果

- 集成工藝化的試劑包

- 符合GMP和FDA 21 CFR Part11要求

- 可進(jìn)行生物過(guò)程跟蹤，繪制細(xì)胞生長(zhǎng)曲線(xiàn)

- 提供細(xì)胞形態(tài)和細(xì)胞的直徑及分布等參數(shù)

- 使用幾乎不需要維護(hù)

- 多位樣品盤(pán)且兼容96孔板

Vi-CELL XR / BLU

全自動(dòng)細(xì)胞計(jì)數(shù)及活力分析儀

點(diǎn)擊查看Vi-CELL XR - 樣品連續(xù)測(cè)試操作視頻

Vi-CELL XR在疫苗研究生產(chǎn)及藥物開(kāi)發(fā)中的應(yīng)用案例：

1、《類(lèi)寨卡病毒顆粒(VLPs):穩(wěn)定的細(xì)胞系和持續(xù)的灌注過(guò)程是一種新的潛在疫苗制造平臺(tái)》

Vicell XR被用于ZIKV菌株基因組序列改造后構(gòu)建的HEK293SF-3F6細(xì)胞的計(jì)數(shù)。

2、《監(jiān)測(cè)疫苗生產(chǎn)中流感病毒的含量:精確測(cè)定血凝和神經(jīng)氨酸酶活性》

Vicell XR用于對(duì)制備的雞紅細(xì)胞，被人流感病毒A/PR/8/34 (H1N1)感染的MDCK細(xì)胞的計(jì)數(shù)。

3、專(zhuān)利：《含有類(lèi)病毒顆粒的培養(yǎng)方法》（專(zhuān)利號(hào)：US 2016/0215271 A1）

使用全自動(dòng)細(xì)胞活率分析儀(Vi-CELL XR, Beckman Coulter)測(cè)定expresSF+細(xì)胞在表達(dá)GII-4 VP1桿狀病毒感染前和感染后1-6天培養(yǎng)液的活細(xì)胞數(shù)、總細(xì)胞數(shù)、細(xì)胞直徑和存活率。