- COVID-19を引き起こすウイルスであるSARS-CoV-2に対する抗体レベルを正確に測定できる現在のアッセイは、費用と時間がかかり、高度な検出システムを必要とします。
- しかし、科学者たちは現在、血糖値の測定に一般的に使用される血糖計の助けを借りて抗体レベルを定量化できる、迅速で費用効果の高い抗体アッセイを開発しました。
- この新しい血糖値計ベースの抗体アッセイの感度は、現在の「ゴールドスタンダード」アッセイと同様であり、このテストは他の病状にも適応させることができます。
ジョンズホプキンス大学の研究者は、広く利用可能なものを使用してSARS-CoV-2に対する抗体を検出できる新しい迅速なアッセイを開発しました
研究の共著者の1人であるDr.ジョンズホプキンス大学のジェイミースパングラー教授は、次のように述べています。
博士カリフォルニア大学サンディエゴ校の医学教授であるEliahAronoff-Spencerは、次のように述べています。診断は、ブドウ糖検知と同じくらい安価で正確です。この時点で、私たちは世界的な監視と個人的な病気の検出に変革をもたらすでしょう。」
この研究は、Journal of the AmericanChemicalSocietyに掲載されています。
抗体レベルの定量化
COVID-19を診断するためのテストは、ウイルスの遺伝物質またはタンパク質の存在を検出します。対照的に、SARS-CoV-2に対する抗体を測定するアッセイは、ウイルスへの過去の曝露を評価するのに役立ちます。
これらの抗体には、血液中に存在する主要なタイプの抗体であるIgG抗体が含まれます。IgG抗体は、SARS-CoV-2を含む細菌やウイルスに対する免疫応答を生み出す上で重要な役割を果たします。
特に、これらのIgG抗体は、SARS-CoV-2感染後、またはCOVID-19ワクチン接種後も数か月間持続します。
IgG抗体レベルは
新しいSARS-CoV-2変異体の出現はまた、免疫力の低下に対する懸念を引き起こし、集団における免疫防御のレベルを評価することが重要になっています。したがって、SARS-CoV-2に対する抗体レベルを決定することは、ブースターショットの必要性に関する政策決定を導くのに役立つ可能性があります。
クリニックで使用するために迅速なELISAテストが開発されましたが、これらのテストは定性的な情報を提供するだけであり、コストがかかります。したがって、臨床医または一般の人々が使用できる、ELISAの費用効果が高く広くアクセス可能な代替物が必要である。
血糖値計がどのように役立つか
ELISAに関連するこれらの制限を克服するために、科学者は開発しました
これらのテストには、スクロースまたは糖をグルコースに分解する酵素インベルターゼと結合した抗体または他の検出分子が含まれます。インベルターゼと結合した抗体は、サンプル中の目的のタンパク質に結合し、ショ糖溶液の導入時にグルコースを生成します。生成されるグルコースの量は、目的のタンパク質の量に比例し、グルコースメーターで検出できます。
しかし、抗体をインベルターゼと結合させることは困難であることが証明されています。いくつかの研究では、研究者はナノ粒子などの中間化合物の助けを借りて、間接的にインベルターゼを抗体と結合させました。ただし、このようなアプローチでは、結合量にばらつきが生じ、一貫性のない結果が生じる可能性があります。
ジョンズホプキンス大学の研究者は、2つのインベルターゼ分子と直接結合する抗体を含む新しいアッセイを開発しました。研究者らは、遺伝子組み換えされた実験室培養細胞を使用して、インベルターゼ分子と融合したこれらの抗体を発現させました。
間接的なカップリングとは対照的に、抗体とインベルターゼ酵素の遺伝子融合により、一定数のインベルターゼ分子が抗体に付着することが保証されます。インベルターゼと結合したこれらの抗体は、すべてのヒトIgG抗体に結合できます。
新しいアッセイでは、SARS-CoV-2スパイクタンパク質でコーティングされたプラスチックストリップを使用します。COVID-19の病歴のある血液サンプルとストリップをインキュベートすると、SARS-CoV-2特異的抗体がストリップの表面をコーティングしているスパイクタンパク質に選択的に結合します。
ストリップをすすいで非特異的抗体を除去した後、ストリップを最初に抗体-インベルターゼ融合タンパク質を含む溶液に移し、次にショ糖溶液に移す。
ストリップ上のスパイクタンパク質に結合したSARS-CoV-2特異的IgG抗体は、抗体-インベルターゼ融合タンパク質によって検出できます。その後、インベルターゼ酵素はショ糖をブドウ糖に分解します。これは血糖計を使用して検出できます。このアッセイは、血液サンプル中のSARS-CoV-2特異的IgG抗体に比例してグルコースを生成します。
本研究では、血糖計ベースの抗体-インベルターゼタンパク質アッセイがSARS-CoV-2に対するIgG抗体を正確に検出でき、その性能は市販のELISAと同等であることがわかりました。
他の病気の可能性
抗体-インベルターゼ融合タンパク質は、人体によって産生されるすべてのIgG抗体を認識し、このアッセイを用途の広いものにします。
「このテクノロジーの当面の目標は、製造をスケールアップして幅広い展開を可能にすることです。このプラットフォームからの緊急データを使用して、さまざまな被験者の疾患防御と抗体レベルを相関させたいと考えています。」博士スパングラーは言った。
このアッセイは、野生型SARS-CoV-2スパイクタンパク質以外のタンパク質でストリップをコーティングすることにより、他の条件に対して使用できます。たとえば、SARS-CoV-2バリアントのスパイクタンパク質でコーティングされたストリップを使用して、そのバリアントに対する抗体レベルを測定できます。
「私たちが開発したアッセイは、SARS-CoV-2ウイルスの将来の変異体や他の感染症に対する抗体を検出するために適応できると考えています。このアッセイは、癌、自己免疫疾患、アレルギー、移植などの他の状態の状況で抗体を検出するためにも使用できます。」
—博士ジェイミー・スパングラー
「このテクノロジーは、重要な科学的洞察を提供し、医療介入や公衆衛生政策に関連する決定に情報を提供することができます。さらに、このプラットフォームの用途の広い性質により、感染以外のさまざまな疾患アプリケーションをターゲットにするように容易に適応させることができます」とDr.は付け加えました。スパングラー。
