無病毒中和抗體檢測套組 (sVNT)-客製化抗體-盟基生物科技股份有限公司

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科學新知

新冠病毒中和性抗體檢測新方法:無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT)

新冠病毒中和性抗體檢測新方法:
SARS-CoV-2 Surrogate Virus Neutralization Test (sVNT) Kit (無病毒中和性抗體檢測套組)

操作更安全、更快速、品質更穩定

本產品正式通過 FDA EUA (emergency use authorization) 認證!
目前全球唯一認證的新冠病毒中和性抗體的血清檢測套組!(詳細資訊請點我) 
EUA (Emergency Use Authorization,緊急使用授權) 為美國 FDA 因應公共衛生緊急事件的特殊授權方式,當社會發生 CBRN (Chemical 化學、Biological 生物、Radiological 輻射、Nuclear 核能) 威脅時,能夠更快地通過醫療產品,用於診斷或治療疾病,以及預防疾病的傳播。
Genscript sVNT kit 獲得 EUA 認證,代表此套組的臨床資料、產品的穩定性和安全性受到肯定。目前已經有超過50個抗體(血清)測試的套組有 EUA 授權,但是這些套組都只能偵測結合性抗體 (binding antibody),Genscript sVNT kit 是目前唯一通過認證能檢測中和性抗體 (neutralizing antibody) 的套組。

(cPass™ SARS-CoV-2 Neutralization Antibody Detection Kit 為 IVD 版本的命名,套組內容及操作方式和研究用版本的 SARS-CoV-2 Surrogate Virus Neutralization Test (sVNT) Kit 完全相同)



產品介紹
病毒感染人體後,免疫系統會產生抗體,依據抗體對於病毒的結合方式可分成兩類:Binding antibody (結合性抗體) 和 Neutralizing antibody (中和性抗體)。結合性抗體雖然會結合病毒,但是無法保證能夠抑制病毒感染細胞,反而有可能造成 Antibody-dependent enhancement (ADE),促進病毒感染。而中和性抗體能夠結合病毒辨認細胞的位置,進而抑制病毒感染。(Genscript 亦提供經過檢測後具有中和能力的 anti-Spike 抗體,可直接購買作為抗體藥開發,歡迎來電詢問)
傳統上要檢測 Virus neutralization antibody (VNT) 需要活的病毒,危險性較高,需要 BSL3 實驗室。後來發展的假病毒 (pseudovirus) 危險性較低,但依然需要 BSL2 實驗室。而此套組在一般的實驗室裡操作即可,非常安全,操作也很簡單,品質也更穩定 (表一)。目前市面上的 ELISA 或 lateral flow assay 只能偵測結合性抗體,因此此套組適用於新冠病毒 (2019-nCoV, SARS-CoV-2) 的疫苗開發或抗體藥篩選。此方法已經發表於期刊 Nature Biotechnology,更多資訊請參考完整文獻。
此套組不含病毒,只含有重組蛋白,因此稱為「無病毒中和性抗體檢測套組」。原理是在 ELISA plate 預先吸附 ACE2 蛋白,實驗樣本先和 HRP-RBD (SARS-CoV-2 RBD) 反應,再一起加入 ELISA plate 反應,最後以 TMB 呈色 (圖一)。如果樣本中沒有中和性抗體,則 HRP-RBD 會結合 ACE2,進而呈色。反之,若樣本中有中和性抗體,則吸光值降低。套組中附上 positive control 和 negative control,若樣本吸光值小於0.8倍 negative control,則此樣本定義成「有中和性抗體」。

表一:兩種檢測中和性抗體之方法比較

無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 操作上更快速,只需要1-2小時,且由於只需要蛋白質,因此批次間品質較穩定,價格也更便宜,適合大量樣本的檢測。相反地,假病毒實驗 (Pseudovirus assay) 由於要製作病毒,因此需要花費數天的時間,且批次間品質比較不穩定,價格也較高。
類別 無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 假病毒實驗 (Pseudovirus assay)
原理 HRP-RBD 蛋白有無結合 ACE2 蛋白 活的病毒送冷光基因進入細胞
穩定性 批次間較穩定 較不穩定
安全性 安全 危險
價格 便宜 較貴
操作 1-2小時 數天
應用 大量樣本檢測 1-10個樣本檢測


圖一:傳統病毒法 (cVNT, conventional virus neutralization test) 和無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT, Surrogate virus neutralization test) 原理比較。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Fig. 1]


產品應用
1. 群體免疫研究 (Herd immunity):
用於流行病學調查分析,有不同分析層面。
(1) 針對新冠病毒患者,於治療期間可當作死亡率判斷之參考,如果病患體內出現中和性抗體,代表產生有效的體液免疫,能夠抑制新冠病毒的感染和擴散,因此康復的機率較高。
(2) 針對曾經遭受新冠病毒感染並康復的患者,判斷此病患再次感染的機會,若有中和性抗體,則代表可以抑制病毒感染,再次感染的機會較低。
(3) 收集大量樣本,判斷是否有「無症狀」感染者,無症狀感染者如果康復,不容易以 qPCR 檢測病毒的存在,因此必須檢測血清中的抗體。而根據文獻中資料顯示,新冠病毒感染者體內的結合性抗體會隨著時間而有大幅度減少,相反地中和性抗體只會些微減少,因此檢測中和性抗體的靈敏度較高 (圖二)。



圖二:以 ELISA (左圖) 和假病毒實驗 (右圖) 分析37個無症狀感染者 (asymptomatic) 和37個有症狀感染者 (symptomatic) 的血清樣本。比較受測者於 Acute phase (qPCR 檢測 positive) 和 Convalescent phase (qPCR 檢測 negative,出院8週後) 的抗體含量。ELISA 結果顯示抗體含量下降70%以上,而中和性抗體下降幅度約為10%。代表以長期追蹤而言,檢測中和性抗體會具有較高的靈敏度。資料出處:Long, Q., Tang, X., Shi, Q. et al. Clinical and immunological assessment of asymptomatic SARS-CoV-2 infections. Nat Med 26, 1200–1204 (2020). [Fig. 3]

2.疫苗開發:
疫苗除了要能夠誘發人體產生體液免疫,還必須要產生中和性抗體,才能夠有效地抑制病毒的感染。因此,此套組可以作為疫苗開發中動物到臨床實驗中的確效,確保疫苗能誘發人體產生中和性抗體。

3.抗體藥篩選:
由於此套組可以適用於所有物種,因此,此套組適合應用於抗體藥開發中前期大量候選抗體的篩選,高通量且快速地篩選出合適的抗體。




產品優點
1.不含病毒,操作更方便、更安全、更快速,品質更穩定:
假病毒法 (pseudovirus) 需要有熟悉的技術和符合規定的實驗室 (BSL2),且需要數天的時間製備病毒,批次間製備的病毒品質不容易保證。而此套組只含有蛋白質,因此可在一般的實驗室進行,操作更方便、安全又快速,且批次間品質非常穩定 (intra CV & inter CV <10%) (表一)。

2.檢測中和性抗體,ELISA 只能檢測結合性抗體:
如同前面所述,此套組更能有效地評估抗體的功能,唯有中和性抗體能夠阻擋病毒的感染。市面上的 ELISA 是透過 Coating RBD,偵測樣本中的抗體,因此只能偵測到結合性抗體,判斷受測者是否有遭受感染,而無法判別其免疫的能力 (圖三)。


圖三:四個人類的血清樣本以 ELISA (左圖) 和無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) (右圖) 檢測,結果顯示雖然四個樣本中皆含有結合性抗體 (左圖),但是卻只有兩個樣本具有中和性抗體 (右圖),代表只有這兩個樣本具有抑制病毒感染細胞的能力,也代表 ELISA 無法辦別結合性和中和性抗體。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Extended Data Fig. 2]

3. 一次檢測所有 isotype 抗體,市面上 ELISA 只能偵測 IgG 或 IgM:
ELISA 是透過 HRP 鍵結的 anti-human antibody 抗體 (二抗) 來偵測樣本中的人類抗體,因此只能偵測 IgG 或 IgM。相反地,無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 是檢測抗體有無抑制 RBD 和 ACE2 的結合,因此可以偵測所有的 isotype (圖四)。



圖四:22個人類血清以 ELISA 分析 IgG 和 IgM 含量,並分成四組 high IgM/low IgG (n = 5), low IgM/low IgG (n = 9), low IgM/high IgG (n = 3), high IgM/high IgG (n = 5),並分別以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測。結果顯示即使 IgM 和 IgG 含量都很低 (low IgM/low IgG),依然具有明顯的中和效果。推測原因有兩個,一個是樣本中含有其他 isotype 抗體 (如 IgA, IgD, IgE),另一個原因是抗體透過其他機制抑制 RBD 和 ACE2 的結合 (例如:結合 RBD 蛋白質上 ACE2 結合位以外的部分,造成 RBD 構形改變,而導致 RBD 無法結合 ACE2)。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Fig. 2]

4.可偵測所有物種的抗體,市面上 ELISA 只能針對 Human:
ELISA 是透過 HRP 鍵結的 anti-human antibody 抗體 (二抗) 來偵測樣本中的人類抗體,因此只能偵測人類的抗體,無法偵測其他物種。相反地,無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 不限物種,只要抗體能夠抑制 RBD 和 ACE2 的結合,就會導致吸光值降低,因此可應用於疫苗或抗體藥開發前期的動物實驗 (圖五)。


圖五:四個兔子血清 (三個以新冠病毒 RBD 免疫) 和四個小鼠血清 (三個以新冠病毒 RBD 免疫) 以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測,結果證明此套組可以應用於動物實驗。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Fig. 3]

5.專一性高,對其他冠狀病毒反應低:
此套組具有足夠的專一性,除了 SARS RBD 結構相似度較高而有些微反應之外,Human coronavirus OC43, Human coronavirus 229E, MERS-CoV (alpaca) 皆沒有反應 (圖六、表二)。


圖六:以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測不同冠狀病毒感染的病患血清,包括 SARS-CoV-2 (n=10), SARS CoV (sampled in 2003, n=7, <1 year), SARS CoV (sampled in 2020, n=10, >17 years), human coronavirus OC43 (n=8), human coronavirus (n=10), MERS-CoV (alpaca) (n = 4)。除了 SARS-CoV 有些微反應之外,其他三種冠狀病毒皆無反應。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Fig. 3]

表二:專一性高,對其他冠狀病毒反應低
以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測不同冠狀病毒感染的病患血清,病毒包括 SARS-CoV (n=2), human coronavirus OC43 (n=2), human coronavirus 229E (n=2), Dengue virus (n=3), Zika virus (n=1), MERS-CoV (alpaca) (n=2), Influenza A/B (n=11), HCV (n=5), ANA (n=5), RSV (n=7), HBV (n=10), HIV (n=10)。除了 SARS-CoV 有些微反應之外 (False positive=2),其他病毒皆無反應。資料出處:Genscript 原廠內部測試。
sVNT test Sample (n=60) (sVNT)
False positive 2
Negative 58
Specificity 96.7%


6.以實際病人檢體確效過專一性 (specificity) 和靈敏度 (sensitivity):
以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測新冠病毒感染的臨床病患血清,證明其具有高專一性和高靈敏度 (圖七、表三)。


圖七:以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測新冠病毒感染的臨床病患血清,195血清來自於 Singapore,COVID-19 (n=175), Control (n=20);250血清來自於 China,COVID-19 (n=50), Control (n=200)。專一性皆為100%,而靈敏度亦超過98%。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Fig. 4]。

表三:以實際病人檢體確效過專一性 (specificity) 和靈敏度 (sensitivity)
以無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 檢測新冠病毒感染的臨床病患血清,樣本來自於 China, Singapore, US。資料出處:Genscript 原廠內部測試。
sVNT test Positive (n=193) Negative (n=480)
Positive 181 3
Negative 12 477
Sensitivity 93.80% --
Specificity -- 99.40%


7.和傳統病毒法相關性高:
傳統上是用真的病毒做中和性抗體測試,為了安全後來更換成假病毒 (pseudovirus),而無病毒中和性抗體檢測套組 (sVNT) 除了更安全之外,和傳統病毒法的相關性比假病毒高,因此更適合用來取代傳統病毒法 (圖八)。


圖八:60個 SARS-CoV-2 感染的病患血清同時以三種方法分析中和性抗體的多寡,並比較 sVNT (Surrogate virus neutralization test) 和 pVNT (Pseudovirus neutralization test) 對 cVNT (Conventional virus  neutralization test) 的相關性。sVNT 和 pVNT 以 log IC50 表示,cVNT 以 log neutralization titer 表示。由線性迴歸分析結果可以看出,和 pVNT 相比,sVNT 對 cVNT 具有較高的相關性 (R2 較高),代表 sVNT 比較能模擬真實病毒感染的情況,更有效地檢測中和性抗體。資料出處:Tan, C.W., Chia, W.N., Qin, X. et al. Nat Biotechnol (2020). [Fig. 4]。



訂購資訊
貨號 產品名稱 包裝
L00847 SARS-CoV-2 Surrogate Virus Neutralization Test Kit 1 kit (96T)
*此產品僅供科學研究用 (For research use only),另有 IVD kit (經歐盟、新加坡認證),歡迎來電洽詢。