科学家开发了一种检测COVID-19抗体的新方法
西雅图儿童研究所的斯蒂芬·史密斯博士在2月底出现肌肉疼痛、胃肠不适和突然失去嗅觉时,他怀疑自己感染了COVID-19。测试标准还没有扩大到包括有史密斯症状的人,所以他做了许多拥有他专业知识的科学家会做的事情:他发明了一种测试自己的方法。
他好奇心的结晶,现在发表在传染病杂志,提供了一种可靠的方法来量化个体是否具有中和作用抗体这可能会阻止小说的出版冠状病毒用一种比现有方法更广泛适用的方法感染细胞。
“如果你认为自己感染了COVID-19并去看医生,他们可以测验并告诉你是否有COVID-19抗体,但这并不能告诉你你的抗体是否擅长在功能上阻止病毒与细胞结合,”史密斯说。“现在市场上有测试可以告诉你,但它们很昂贵,需要很长时间才能得到结果。我们想要开发一种方法,为你提供关于你的免疫状态的额外信息,而不存在在社区环境中难以使用的所有障碍。”
新开发的诊断方法可能有一系列潜在的商业应用,从广泛的社区测试到评估疫苗反应,以及筛查具有特别高水平中和抗体的恢复期血浆作为潜在的治疗方法。
无细胞测试着眼于蛋白质的相互作用
当病毒刺突蛋白与人体细胞表面的ACE2蛋白结合时,新型冠状病毒就会进入细胞。阻断这种结合的中和抗体被认为有助于从COVID-19康复的人对病毒的免疫力。
Smith使用流式细胞术检测的免疫沉淀技术来研究蛋白质之间的相互作用,并寻找抗体抑制相互作用并阻止病毒与细胞结合的证据。IP-FCM不像其他可用的血液测试那样依赖活细胞和病毒,而是使用重组或实验室制造的蛋白质和商业血清学实验室常用的仪器。
“其他一些测试通过从你的血液中提取抗体,将它们与病毒混合,然后将混合物暴露在活细胞中,从而深入了解免疫力。三天后,他们可以根据你的血液是否阻止了病毒感染细胞来确定免疫力。”史密斯说。“我们的无细胞检测可以在一夜之间提供相同的信息。”
合作科学启动创新研究
史密斯是美国少数科学家中的一员,他们率先使用IP-FCM来研究蛋白质之间的相互作用。他在西雅图儿童综合大脑研究中心的实验室使用IP-FCM,通过研究已知导致自闭症的100多种遗传变异,发现了自闭症的新治疗方法。为了将他的专业知识应用于当前的大流行,史密斯与博士们合作。来自研究所全球传染病研究中心的丽莎·弗兰克尔和惠特尼·哈林顿正在跟踪西雅图儿童医院的一组社区员工,这些员工从未住院过,并从轻度至中度COVID-19中康复。研究人员希望通过跟踪他们的恢复和服用血液样本随着时间的推移,作为西雅图儿童恢复SARS2队列研究的一部分,他们可以阐明对新型冠状病毒的免疫反应。
西雅图儿童COVID-19研究基金的部分资金帮助史密斯设计并启动了这项研究。
使用IP-FCM, Smith测试了24名队列参与者的血液样本。测试显示,92%的参与者在感染后平均一个多月的时间内产生了新型冠状病毒抗体。用30个对照样品验证了结果。
他说:“参与者不仅有抗体,而且我们的测试还表明,他们的抗体在中和刺突蛋白和细胞受体之间的结合方面非常有效。”“这与其他基于细胞的测试的研究一致,这些研究表明,感染COVID的人确实会产生中和抗体。”
有趣的是,当研究人员将测试结果与从队列中收集的其他数据进行对比时,他们发现发烧的人抗体水平更高。研究小组还计划重新测试样本,看看抗体水平是如何随时间变化的。
史密斯说:“在较长一段时间内观察人们,跟踪他们的抗体水平,以及他们是否会再次感染,这将是非常重要的。”“在我们做这些研究之前,我们真的不知道这些抗体中和的临床测量与现实世界中的易感性有什么关系。”
确定COVID-19的新药候选药物
除了探索商业化诊断的机会外,Smith和他的团队现在正在使用该测试快速筛选数千种可能干扰ACE2和刺突蛋白结合的批准药物。
实验室经理Edward Gniffke和斯坦福大学本科生兼暑期实习生Kaleb Tsegay帮助进行了初步筛选,有可能确定能够预防或治疗COVID-19的药物。
史密斯说:“我们已经有了一些看起来具有抑制作用的化合物,这非常令人兴奋。”“这一第一线筛选将帮助我们确定最有前途的药物,以便进行进一步的测试。”