·研究背景·
新冠疫情爆发以来，多种不同的疫苗(mRNA疫苗、慢病毒疫苗、灭活病毒等)在全世界的抗疫中发挥了重大作用。然而现有的疫苗也有一些局限性，如储存运输条件苛刻、需要接种加强针、对突变病毒不敏感等等。最近，bioRxiv发表了一篇基于细菌外泌体的新型新冠疫苗对疾病保护作用的文章，或许可以为新冠疫苗的研发提供新的思路。
·研究进展·
Jiang和Driedonks等[1]通过对细菌来源的外囊泡表面修饰病毒S蛋白的受体结合结构域（RBD）制成了新型新冠疫苗。革兰氏阴性菌能够产生外膜囊泡（OMV），在哺乳动物体内具有免疫刺激作用，可诱导免疫应答发生并激活树突细胞、T细胞、B细胞等免疫细胞，而经过改造的工程菌产生的OMV内毒性非常低，避免了不良反应的发生。作者使用了一种鼠伤寒沙门氏菌株，通过Spycatcher/Spytag体系使该菌株分泌的OMV通过共价键稳定结合了病毒的RBD（图1）。
图1 （A）RBD重组抗原的设计，RBD连接到SpyTag的N端和C端；
（B）RBD修饰的OMV示意图。
研究人员在RBD-OMV制备完成后，使用全自动外泌体荧光检测分析系统Exoview检测OMV表面是否成功结合了病毒RBD。其中，检测芯片上包被了D001, D003, MM43三种病毒S蛋白以及LPS的抗体，分别用于捕获RBD-OMV和所有OMV；捕获完成后使用荧光抗体标记对D001, D003, MM43进行表型分析。最后，使用Exoview的SP-IRIS无标记成像技术检测了OMV是否被成功捕获，并通过荧光成像统计捕获的不同表型OMV的数量。
图2 RBD-OMV捕获数量及表型检测。A：SP-IRIS技术检测不同抗体捕获的OMV数量；B：荧光检测不同表型OMV数量。
图3 对照组捕获数量及表型检测。A：SP-IRIS技术检测不同抗体捕获的OMV数量；B：荧光检测不同表型OMV数量。
图4 RBD-OMV与对照组的捕获的不同表型OMV数量对比。
图2A显示S蛋白抗体和LPS抗体均捕获到了数量相当的OMV，表示OMV以很高的效率成功结合了新冠病毒的RBD。图2B的荧光标记结果也证明了结合成功，但是结合D003的OMV数量相对较低。图3A和图3B的对照组结果表示仅有LPS抗体能够捕获到OMV，并且几乎没有荧光标记，表面对照组OMV上没有结合RBD，将RBD-OMV与对照组的数据统计对比（图4），说明RBD-OMV疫苗的特异性非常好。
·疫苗效果验证·
RBD-OMV疫苗制备完成后，研究人员使用仓鼠模型对疫苗接种的效果进行了检测。实验分为三组：接种疫苗的实验组（RBD-OMV），接种溶剂的溶剂对照组（mock）和接种未结合RBD的OMV的空白对照组（Ctrl-OMV）。研究人员对不同组别分别接种后，使用病毒感染仓鼠，并进行了一系列测试以验证疫苗效果。
图5 RBD-OMV与mock、Ctrl-OMV的体重。A&B：接种完成后，病毒感染前的体重记录；C&D：病毒感染后的体重变化。
体重检测结果显示，在病毒感染前，三组仓鼠的体重，无论雄性和雌性，随时间均没有显著改变（图5A&B）；病毒感染后，RBD-OMV组体重没有下降，而mock与Ctrl-OMV组体重下降，在第三、四天达到显著（图5C&D）。
图6
A：接种后Day42的抗S-RBD IgG滴度；B：抗S-RBD
IgG滴度随时间的变化；C&D&E：Day48的BAL中抗S-RBD
IgG/IgM/IgA的滴度；F：病毒中和抗体测试的中和抗体滴度随时间的变化；G：Day35 WT和Delta病毒株的中和抗体滴度比较。
血浆S-RBD
IgG滴度测试结果显示，接种后42天，RBD-OMV组的血浆S-RBD
IgG滴度更高，而两个对照组的滴度位于检测限度以下（图6A）。为检测呼吸道黏膜的抗体水平，研究人员检测了肺泡灌洗液（BAL）的抗体滴度，RBD-OMV组中可检测到IgG/IgM/IgA，两个对照组则未检测到。中和抗体测试表明，WT病毒株感染的抗体滴度与14天开始上升，于28天达到峰值并可保持到35天（图6F）；抗体的中和活性在Delta和WT中没有显著差异（图6G）。
图7A：肺部组织中的病毒滴度；B：BAL中的病毒滴度
TCID50检测结果显示，肺部组织（图7A）和BAL（图7B）中RBD-OMV组病毒滴度显著低于两个对照组，BAL组已达到检测最低限度。
图8 A：Day48不同组别仓鼠的肺部形态；B&C：H&E染色结果及病变积分。
于48天处死仓鼠并分离肺部，肉眼观察可见RBD-OMV组的炎症和出血病灶少于两个对照组，具有更少的肺泡水肿（图8A）；肺组织切片的H&E染色结果也显示，RBD-OMV组的炎症、出血病灶和肺泡萎陷更少，且雄性的病变积分更低（图8B&C）。
·研究总结·
以上所有检测结果表明，这种RBD-OMV疫苗可诱导抗体分泌，分泌的抗体能够中和野生型和Delta亚种病毒，证明了疫苗具有保护作用。OMV等外泌体疫苗具有如下优势：
☛ 产量高：细菌复制快，且能够大量分泌OMV；
☛ 多功能：表面可修饰多种抗原；
☛ 组分构成简单：疫苗不需要其他佐剂；
☛ 稳定性高：在室温下也能够保持稳定，可以冻干粉末的形式在低温长期保存。
以上结果说明，基于OMV的外泌体疫苗具有广泛的应用前景，可作为阻断新冠肺炎以及其他传染病传播的有效手段。
在这项研究中，作者使用Exoview系统对结合了重组RBD的OMV进行了表征分析，确定OMV上成功结合了新冠病毒的RBD。Exoview在外泌体疫苗开发中，可快速准确地表征外泌体，并统计不同表型外泌体数量并计算其比例，适合作为多组分外泌体疫苗的标准检测手段。
·参考文献·
[1]
Linglei Jiang, Tom Driedonks, Maggie Lowman, Wouter S.P. Jong, …
& Kenneth W. Witwer. (2021). A bacterial extracellular vesicle-based
intranasal vaccine against SARS-CoV-2 protects against disease
and elicits neutralizing antibodies to wild-type virus and Delta
variant. bioRxiv. .
全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView R200）简介
作为外泌体表征分析的倡导者，美国NanoView
Biosciences于2018年推出了全自动外泌体荧光检测分析系统ExoView，该系统一经推出，便引起了外泌体领域科研工作者的广泛关注，凭借其稳定、出色的性能，短短几年在全球已有近百个客户，发表文献100多篇。ExoView的精准表征，能够帮助科学家更深入地了解外泌体与疾病之间的关系，助力疾病诊断和新药开发。
Nanoview所开发的全自动外泌体荧光检测分析系统（ExoView
R200）采用单粒子干涉反射成像传感器（SP-IRIS）技术，是一款无需纯化的全自动的新型外泌体表征设备。该设备能够提供全方位的外泌体表征信息，包括颗粒大小、计数、表型与生物标志物共定位等，提供多层次和全面的外泌体测量解决方案。
为了更好的服务中国客户；Quantum Design中国子公司在北京建立了专业的客户服务中心，正式推出专业的全方位外泌体表征测试服务，您只需要少量样品即可获得全方位的外泌体表征数据：
外泌体是一类直径约30-150
nm的细胞外囊泡，可携带RNA，DNA，蛋白质、等多种信号分子，是一种新型的细胞间信号传递的媒介。在疾病的发生、诊断和治疗中发挥着重要的作用。但是对于外泌体进行分析的手段却非常有限，尤其是在单个外泌体的表征的分析以外泌体内容物分析方面更加缺乏。美国NanoView
Biosciences推出的全自动外泌体荧光检测分析系统—Exoview
R200，采用了全新的SP-IRIS技术，实现了对单个外泌体的全面表征，包括了外泌体的荧光成像、亚群粒径检测、计数、内容物分析、蛋白共定位等。短短三年，在世界范围内已有多家实验室采用该设备，包括了著名的哈佛大学、约翰霍普金斯大学、康奈尔大学、洛杉矶儿童医院、麻省总医院、东京工业大学、首尔大学、新加坡国立大学、大阪大学等，发表文献近百篇，其中不乏顶级期刊如Cell、Nature、Journal
of Extracellular Vesicles、CancerResearch、Nanoscale、ACS Nano、BMJ
journal、Brain, Behavior, and Immunity、Trends in Cancer等。
2021年，Quantum Design中国将Exoview R200引入中国，为国内科研工作者提供了多层次和全面的外泌体表征解决方案，同时也被生物通评为“2021生命科学十大创新产品”。
本次报告内容丰富，包括了目前外泌体研究过程中遇到的困难及挑战，常规的检测方法及其限制，外泌体前沿的进展及ExoviewR200如何助力科研工作者取得更加突出的研究成果。
Exoview R200能够帮助您实现：
☛ 可对单个外泌体进行无标记和荧光成像
☛ 无需纯化，避免对外泌体损伤造成检测误差
☛ 一次性输出外泌体相关的亚群粒径、亚群绝对计数、蛋白共定位、蛋白荧光强度与粒径对比分析等数据
☛ 高通量检测
☛ 同时对外泌体表面蛋白和内容物进行分析
2022年3月11日 10:00
胡西，首都医科大学博士，加州大学洛杉矶分校博士后，研究期间主要从事干细胞诱导和神经细胞分化及ALS相关病变研究。2018年加入Quantum
Design中国子公司，任生物部应用科学家，主要负责光学成像类设备的应用技术支持工作，具有丰富的电镜、高级显微镜操作和成像经验。
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