淺談加速新冠治療藥物及疫苗研發(fā)的2種途徑
新冠疫情的爆發(fā)嚴(yán)重影響著我們每一個人，不僅生命變得脆弱，同時也帶來了社會性的恐慌、人們生活的不便等等。對于感染者來說，急需特效的治療藥物，對于未感染者來說，急需疫苗來預(yù)防傳染。
為此除了沖在一線的醫(yī)護(hù)人員外還出現(xiàn)了一批科研逆行者，他們利用自身的專業(yè)來對抗疫情，致力于治療藥物和預(yù)防疫苗的研究、開發(fā)與生產(chǎn)。
新冠治療藥物的開發(fā)可以有三種方式.
- 測試篩選現(xiàn)有的廣譜抗病毒藥物
- 已知化合物庫篩選
- 重頭開發(fā)特異性藥物
這三種方式，無論哪種方式都要進(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)胞水平有效性評價
- 細(xì)胞代謝活性檢測
- 細(xì)胞中病毒滴度檢測
事實(shí)上，篩選藥物數(shù)量的龐大、檢測評價工作量的巨大，治療藥物的開發(fā)面臨著可怕的挑戰(zhàn)。但方法總比困難多。我們可以通過設(shè)計(jì)，利用自動化的工作流來加速進(jìn)程。比如自動化工作站，它可以簡化、快速、精準(zhǔn)、安全、低成本地集成各類系統(tǒng)進(jìn)行系列的篩選評價工作。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自動化工作站——量身定制，應(yīng)用至上
簡單化：紅外光幕自動感應(yīng)防護(hù)系統(tǒng)，多色狀態(tài)燈實(shí)時掌握運(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
錯瞬間，HEPA外罩保障實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全
個性化：無縫集成ALP完成特定功能，例如吸頭清洗、震蕩、溫控、試劑儲存等
拓展性：開放的儀器設(shè)計(jì)，輕松實(shí)現(xiàn)各個方位設(shè)備整合，私人定制，為你而來
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自動化整合系統(tǒng)
自動化的細(xì)胞傳代與培養(yǎng)
Biomek高通量化合物初篩
自動化的酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)法實(shí)驗(yàn)
新冠治療藥物的開發(fā)可以有三種方式.
- 測試篩選現(xiàn)有的廣譜抗病毒藥物
- 已知化合物庫篩選
- 重頭開發(fā)特異性藥物
- 細(xì)胞模型的建立
- 藥物細(xì)胞水平有效性評價
- 細(xì)胞代謝活性檢測
- 細(xì)胞中病毒滴度檢測
事實(shí)上，篩選藥物數(shù)量的龐大、檢測評價工作量的巨大，治療藥物的開發(fā)面臨著可怕的挑戰(zhàn)。但方法總比困難多。我們可以通過設(shè)計(jì)，利用自動化的工作流來加速進(jìn)程。比如自動化工作站，它可以簡化、快速、精準(zhǔn)、安全、低成本地集成各類系統(tǒng)進(jìn)行系列的篩選評價工作。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自動化工作站——量身定制，應(yīng)用至上
簡單化：紅外光幕自動感應(yīng)防護(hù)系統(tǒng)，多色狀態(tài)燈實(shí)時掌握運(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
錯瞬間，HEPA外罩保障實(shí)驗(yàn)環(huán)境安全
個性化：無縫集成ALP完成特定功能，例如吸頭清洗、震蕩、溫控、試劑儲存等
拓展性：開放的儀器設(shè)計(jì)，輕松實(shí)現(xiàn)各個方位設(shè)備整合，私人定制，為你而來
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自動化整合系統(tǒng)自動化的細(xì)胞傳代與培養(yǎng)
Biomek高通量化合物初篩
自動化的酶聯(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)入了快車道。國內(nèi)外數(shù)十家企業(yè)/機(jī)構(gòu)競速新型冠狀病毒疫苗研發(fā)。種類更是百花齊放。目前正在開展的例如：
- 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疫苗類似，通過將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、延長免疫時間的效果。可以減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)生主動免疫。
- 亞單位疫苗：通過化學(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發(fā)，很多環(huán)節(jié)離不開細(xì)胞培養(yǎng)與試驗(yàn)，離不開細(xì)胞活力及濃度的檢測。通常，研究人員通過人工進(jìn)行臺盼藍(lán)染色和計(jì)數(shù)。但此方法顯然在疫情緊要關(guān)頭顯得不合時宜，不僅人為因素多、誤差大，而且效率低、無法追蹤，存在GMP缺陷。尤其是擴(kuò)大規(guī)模轉(zhuǎn)入生產(chǎn)后，這些問題會暴露的更加嚴(yán)重。
雖然疫情緊急關(guān)頭，相關(guān)部門會適當(dāng)開放綠燈，但基本流程和準(zhǔn)則是不能動搖的。那么如何解決這個看似的小問題呢？最好的辦法便是從開發(fā)階段就引入嚴(yán)格符合GMP規(guī)范要求的全自動的細(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：
- 全自動化，測試僅需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)胞類型
- 實(shí)時細(xì)胞圖像和即時結(jié)果
- 集成工藝化的試劑包
- 符合GMP和FDA 21 CFR Part11要求
- 可進(jìn)行生物過程跟蹤 ，繪制細(xì)胞生長曲線
- 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)
- 多位樣品盤且兼容96孔板
Vi-CELL XR / BLU
全自動細(xì)胞計(jì)數(shù)及活力分析儀
Vi-CELL XR在疫苗研究生產(chǎn)及藥物開發(fā)中的應(yīng)用案例：
1、《類寨卡病毒顆粒(VLPs):穩(wěn)定的細(xì)胞系和持續(xù)的灌注過程是一種新的潛在疫苗制造平臺》
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)測疫苗生產(chǎn)中流感病毒的含量:精確測定血凝和神經(jīng)氨酸酶活性》
Vicell XR用于對制備的雞紅細(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、專利：《含有類病毒顆粒的培養(yǎng)方法》（專利號：US 2016/0215271 A1）
使用全自動細(xì)胞活率分析儀(Vi-CELL XR, Beckman Coulter)測定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。
4、《證實(shí)FLT3中ITD突變是治療人類急性髓系白血病的靶點(diǎn)》
Vi-CELL XR被用于檢測給藥后不同濃度活細(xì)胞數(shù)目/增值后（不同培養(yǎng)天數(shù)2-7天）活細(xì)胞數(shù)目
5、《小腦是利那度胺和波馬度胺免疫調(diào)節(jié)和抗增殖活性的直接蛋白靶點(diǎn)》
Vi-cell XR被用于通過檢測細(xì)胞增殖的抑制情況構(gòu)建利那度胺和波馬度胺的耐藥性NCI-H929，DF15細(xì)胞。
雖然疫情緊急關(guān)頭，相關(guān)部門會適當(dāng)開放綠燈，但基本流程和準(zhǔn)則是不能動搖的。那么如何解決這個看似的小問題呢？最好的辦法便是從開發(fā)階段就引入嚴(yán)格符合GMP規(guī)范要求的全自動的細(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：
- 全自動化，測試僅需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)胞類型
- 實(shí)時細(xì)胞圖像和即時結(jié)果
- 集成工藝化的試劑包
- 符合GMP和FDA 21 CFR Part11要求
- 可進(jìn)行生物過程跟蹤 ，繪制細(xì)胞生長曲線
- 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)
- 多位樣品盤且兼容96孔板
Vi-CELL XR / BLU
全自動細(xì)胞計(jì)數(shù)及活力分析儀
Vi-CELL XR在疫苗研究生產(chǎn)及藥物開發(fā)中的應(yīng)用案例：
1、《類寨卡病毒顆粒(VLPs):穩(wěn)定的細(xì)胞系和持續(xù)的灌注過程是一種新的潛在疫苗制造平臺》
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)測疫苗生產(chǎn)中流感病毒的含量:精確測定血凝和神經(jīng)氨酸酶活性》
Vicell XR用于對制備的雞紅細(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、專利：《含有類病毒顆粒的培養(yǎng)方法》（專利號：US 2016/0215271 A1）
使用全自動細(xì)胞活率分析儀(Vi-CELL XR, Beckman Coulter)測定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。
4、《證實(shí)FLT3中ITD突變是治療人類急性髓系白血病的靶點(diǎn)》
Vi-CELL XR被用于檢測給藥后不同濃度活細(xì)胞數(shù)目/增值后（不同培養(yǎng)天數(shù)2-7天）活細(xì)胞數(shù)目
5、《小腦是利那度胺和波馬度胺免疫調(diào)節(jié)和抗增殖活性的直接蛋白靶點(diǎn)》
Vi-cell XR被用于通過檢測細(xì)胞增殖的抑制情況構(gòu)建利那度胺和波馬度胺的耐藥性NCI-H929，DF15細(xì)胞。
- Myra液體處理系統(tǒng)結(jié)合ADP-Glo™技術(shù)革新激酶檢測
- 使用MANTIS，通過Smart-seq3生成高質(zhì)量的單細(xì)胞RNA-seq數(shù)據(jù)
- MANTIS®液體處理器用于單細(xì)胞質(zhì)譜分析的SCoPE2樣品制備
- 使用SMART-Seq®單細(xì)胞試劑盒在MANTIS®液體處理器上合成cDNA
- 通過SMARTSeq單細(xì)胞試劑盒的MANTIS進(jìn)行384孔板1/4體積反應(yīng)cDNA合成
- 使用桌面微流體技術(shù)實(shí)現(xiàn)低輸入RNA-Seq樣品制備的自動化和小型化
- 磁感應(yīng)qPCR儀Mic和Myra自動化液體處理系統(tǒng)助力“飛行獸醫(yī)”移動診斷
- 在MANTIS上用SMART-Seqv4低輸入RNA試劑盒構(gòu)建cDNA1/4反應(yīng)庫進(jìn)行測序
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