單向免疫擴散測定四價流感病毒裂解疫苗中兩種B型血凝素含量

帥旗 余軍 楊文彬 吳富強 吳建華 蔣正東 楊憲普 趙越 趙靜 付建林225300泰州,江蘇金迪克生物技術有限公司

四價流感病毒裂解疫苗包括兩種A型病毒株(H1N1和H3N2)和兩個譜系的B型(B/Victoria和B/Yamagata)株。根據 2001—2002年到 2010—2011年11個流感季節中原使用三價流感疫苗中根據流行預估選擇一個譜系的B型病毒株制備該流行季疫苗,僅6次預估正確[1-4],世界衛生組織在2012年2月提出了一項關于四價流感疫苗應包括兩種B型譜系毒株的建議。江蘇金迪克生物技術有限公司于同年完成四價流感病毒裂解疫苗的實驗室研究,通過優化生產工藝,建立了成熟、穩定、可靠的生產程序,制備四價流感病毒裂解疫苗[3],并完成了Ⅲ期臨床試驗。該公司制備的四價流感病毒裂解疫苗由生產的H1N1、H3N2、B1和B2四種病毒型別單價原液,其效力指標是準確測定各種血凝素抗原含量,每株血凝素含量約為33μg/ml,合格產品每1 ml中各型流感病毒株血凝素含量應為配制量的80%～120%。

本研究旨在探究使用傳統的單價參考品抗原,SRID是否能準確反映四價疫苗中兩種譜系的B型血凝素抗原含量；兩種譜系血凝素抗原是否有交叉；在原三價疫苗中的血凝素成分對新增加的B型病毒血凝素抗原濃度檢測是否有影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 流感病毒株：本試驗中所使用的流感病毒株是：A1(A/California/7/2009,NYMCX-179A)、A3(A/Hong Kong/4801/2014,NYMCX-263B)、B1(B/Brisbane/60/2008,NYMC BX-35)、B2(B/Phuket/3073/2013,B/Phuket),均從英國國家生物標準與控制研究所(NIBSC)引進。

1.1.2 標準品：標準抗原：A1(A/California/7/2009,H1N1pdm,NYMCX-179 A)批號為 13/164、A3(A/Hong Kong/4801/2014,NYMCX-263B)批號為15/230、B1(B/Brisbane/60/2008)批號為 13/234、B2(B/Phuket/3073/2013)批號為14/252；標準抗血清：A1(A/California/7/2009)批號為14/310、A3(A/Hong Kong/4801/2014)批號為 16/100、B1(B/Brisbane/60/2008)批號為15/312和13/254、B2(B/Phuket/3073/2013)批號為14/248。以上標準品均購于英國NIBSC。

1.1.3 主要試劑：瓊脂糖購自Invitrogen公司,裂解劑3-磺甲基十四烷基二甲銨(N-tetradecyl-N,N-dinethyl-3 ammonio-1-propanesulfonate)(商品名為zwittergent)購自美國Sigma公司,考馬斯亮藍購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 單向免疫擴散法：采用SRID測定血凝素含量,將B型病毒特異性抗血清,如B1 875μl或250 μl、B2 350μl,分別添加于融化并冷卻至56℃的25 ml 1.5%瓊脂糖中,混勻后平鋪于10 cm×10 cm規格的玻璃板,凝固后垂直打孔,孔徑為3 mm。待檢樣品/抗原參考品與10%裂解劑按9∶1體積比充分混合后,于室溫20～25℃放置30～90 min使其裂解。裂解后的血凝素抗原按實驗設計加樣,每孔為10μl；每種血凝素抗原,包括參考品或待測樣品,每個稀釋度至少重復兩孔,加樣后的凝膠板水平置于20～25℃濕盒內18～24 h,經浸泡,干燥,考馬斯亮藍染色并脫色后,抗原與特異性抗血清反應會在膠膜上形成清晰的、藍色的免疫沉淀環。測量沉淀環的直徑,對應于標準抗原制作的線性回歸方程,算出樣品的血凝素抗原含量。

1.2.2 常規濃度干擾試驗：在每個B1血清瓊脂糖板(簡稱為血清板),每次加入B1標準品抗原對照、B1單價樣品、B1+B2混合單價樣品。標準品和樣品分別稀釋至血凝素終濃度為 10、20、30、40μg/ml。在每個B2血清板,每次設B2標準品抗原對照、B2單價樣品、B1+B2單價樣品。兩者稀釋方法同上。根據B1或B2標準抗原濃度作直線回歸,分別求出直線回歸方程,帶入相應的樣品沉淀環直徑,得出其血凝素含量,試驗重復3次,求平均值、標準差(SD)和變異系數(CV)。

1.2.3 高濃度干擾試驗：配制三價流感疫苗(含A1A3B1或A1A3B2)為基質,其各種血凝素含量是商品苗的二倍66μg/ml,以體積比1∶1加入另一B型病毒連續稀釋的血凝素中,混合后其三價疫苗各種血凝素終濃度為33μg/ml,使用高濃度的B型血凝素進行觀察。待觀察的B1血凝素終濃度分別為115、100、75、50、40、30、20、10 μg/ml,B2 血凝素樣品終濃度分別為 140、120、100、75、50、40、30、20、10 μg/ml。

固定一個譜系B型病毒血凝素終濃度為30 μg/ml,分別加入另一個譜系不同稀釋度的B型血凝素,B1 血凝素含量分別為 115、100、75、50、40、30、20、10 μg/ml,B2 血凝素含量分別為 140、120、100、75、50、40、30、20、10 μg/ml。

在B1血清板上,加入的B2血凝素含量由高到低濃度依次為 280、240、200、250、200、80、60、40、20 μg/ml,在B2血清板上加入的B1血凝素濃度分別為 230、200、150、100、80、60、40、20 μg/ml。

同時標準B1或B2血凝素抗原分別稀釋至160、100、80、60、40、30、20、10 μg/ml,以其沉淀環的直徑對其相應濃度作散點圖,并根據其分布趨勢,利用指數函數、冪函數以及多項式函數模型作線性擬合。

2 結果

本研究運用SRID,分別在10～40μg/ml和10～160μg/ml兩個血凝素檢測范圍內作沉淀環直徑-血凝素含量線性回歸,以評價高濃度血凝素時線性擬合有無偏差。

2.1 常規檢測濃度干擾試驗在流感疫苗血凝素檢測范圍10～40μg/ml之內時,根據以往結果,所計算的直線回歸方程其R2均近似于1,B1 HA、B2 HA含量與沉淀環直徑的直線回歸方程分別為：y=16.572x-69.634,R2=0.998；y=18.978x-79.44,R2=0.998,說明檢測的血凝素含量與沉淀環直徑呈正比關系,結果見表1。

表1 常規檢測濃度干擾試驗中B1、B2流感血凝素含量與沉淀環直徑的關系Tab.1 The relations between B HA content and the diameters of the sedimentation rings under standard concentrations

在每個B型血清瓊脂糖板(簡稱為血清板),每次加入該B型標準品抗原對照、單價樣品、B1+B2混合單價樣品。兩種標準品和樣品分別稀釋至血凝素終濃度為10、20、30、40 μg/ml。 根據 B1 或 B2 標準抗原濃度作直線回歸,分別求出直線回歸方程,帶入相應的樣品沉淀環直徑,得出其血凝素含量,求平均值、標準差(SD)和變異系數(CV)。該試驗重復3次,結果見表2。

從表2可見,以B1標準抗原的直線回歸方程計算B1單價樣品與B1+B2混合單價樣品中的B1的血凝素含量,比較40、30、20、10 μg/ml各項中 B1 單價樣品與B1+B2混合單價樣品中的B1的血凝素含量,P＞0.05,差異無統計學意義。

從表2可見,計算同上,以B2標準抗原為標準方程。 40、30、20、10 μg/ml各項中 B2單價樣品與B1+B2混合單價樣品中的B2的血凝素含量比較,P＞0.05,差異無統計學意義。

表2中血凝素濃度10μg/ml孔的結果,其變異系數CV＞15%,數據不正?？赡苁且驗闇y量沉淀環直徑太小太接近加樣孔直徑造成的誤差。

血凝素濃度20～40μg/ml,是常規檢查疫苗中各種血凝素的最佳范圍,準確性高,變異系數也小。

2.2 高濃度干擾試驗第1組以配制三價流感疫苗(含A1A3B1或A1A3B2)為基質加入連續稀釋另一B型病毒血凝素抗原,第2組以固定1種B型血凝素終濃度為30μg/ml為基質,加另1種B型病毒不同稀釋度的血凝素,與第3組單一B型不同稀釋度的血凝素進行比較,以確定含有基質中測定兩種B型流感血凝素有無互相干擾,結果見表3。

將標準B1或B2血凝素抗原分別稀釋至160、100、80、60、40、30、20、10 μg/ml,以其沉淀環的直徑對其相應濃度作散點圖,并根據其分布趨勢,利用指數函數,冪函數以及多項式函數模型作曲線回歸。結果顯示,三元線性回歸方程與所有數據擬合度最高,決定系數R2可達到0.999以上(圖1)。

表2 單一B型血凝素樣品與兩型混合血凝素樣品檢測結果比較Tab.2 The results of determination of B HA content in single influenza B virus samples or mixture of two influenza B viruses samples

表3 B型流感高濃度血凝素含量與沉淀環直徑曲線關系Tab.3 The relations between B HA contents and the diameters of the sedimentation rings in high HA content condition

圖1 B型流感高濃度血凝素含量-沉淀環直徑曲線回歸圖Fig.1 Curve regression diagram of high B HA content-the diameters of the sedimentation rings

以標準B1或B2血凝素抗原的濃度與相應抗體的沉淀環區直徑繪制直線回歸圖時,決定系數R2低,發現抗體濃度越高,其產生的抗原抗體沉淀環區直徑越不成正比,抗原濃度高者與理論值相比,偏離更多。其最接近線性關系僅表現于抗原濃度在10～40μg/ml之間,這也是原方法測定流感疫苗血凝素濃度時的配置范圍。

以下實驗中,所有全部高濃度血凝素濃度觀察時均改作曲線回歸,此方法比直線回歸法高濃度偏移較少,其血凝素更接近于理論值。結果見表4。

表4中,在B1血清板上,三價苗中對不同濃度的B1血凝素的含量測定,高濃度≥50μg/ml時偏低。在B2血清板上,三價苗中存有不同濃度B2的血凝素的含量測定,濃度≥40μg/ml時,其值輕度偏低。

表4中,在B1血清板上以三價苗為基質和固定B2血凝素30μg/ml為基質,測定不同濃度B1血凝素,3組趨勢相同,結果相似。與單一的B2不同血凝素濃度測定也無明顯差別,3組互相比較P＞0.05。

表4：在 B2血清板上,能夠檢測到三價苗(A1A3B2)基質組中和B2血凝素基質組中的B2血凝素含量,隨B1血凝素濃度增加略有增加。兩組B2血凝素值無明顯差異,P＞0.05。單一的B1血凝素組中,從高濃度到低濃度沒有見任何免疫沉淀環,說明B2抗血清是高度型特異性的沒有檢出B1血凝素中與它反應的共同抗原。從表4中,每次試驗時均設有四價流感疫苗為陽性對照,結果測定B1或B2血凝素值范圍30.05～36.65μg/ml,多數在33μg/ml左右,這說明本試驗方法穩定,重復性高。

表4 在B1或B2血清瓊脂糖凝膠板上不同混合樣品中B1血凝素含量測定結果Tab.4 B1 HA contents in different mixture samples on B1 or B2 serum agarose gel plates

表5 在B1或B2血清瓊脂糖凝膠板上不同混合樣品中B2血凝素含量測定結果Tab.5 B2 HA contents in different mixture samples on B1 or B2 serum agarose gel plates

在表5中,除在B2血清板上,B2+B1組在B2血凝素濃度為140μg/ml時,其測定值為174.58μg/ml。B2血凝素為單一抗原在10μg/ml一行的值為3.34,其變異系數太高(43.01%),不正常,其產生原因是人工卡尺測定近孔徑的沉淀環誤差太大所致。其余結果互相比較,3組無明顯差異,P＞0.05。

表5中,在比較 B1血清板測定三價苗(A1A3B1)、B1血凝素(30μg/ml)為基質和單一B2組中B2血凝素結果。在三價苗組和B1血凝素組中測定所顯示B1的血凝素含量,在高濃度的B2血凝素存在時,略有增加。兩組無明顯差異,P＞0.05。單一B2血凝素從高濃度到低濃度沒有見任何免疫沉淀環,說明B1抗血清是高度型特異性抗血清,沒能檢出B2血凝素與它反應的共同抗原。

3 討論

本研究所用四價流感病毒裂解疫苗是江蘇金迪克生物技術有限公司已研制的預防用生物制品,屬1類新藥。除國外已批準上市,國內沒有這類產品。該公司為第一家申報公司,目前已完成Ⅲ期臨床試驗,正在報批中。SRID測定單價原液血凝素含量是配制四價流感病毒裂解疫苗的主要依據。根據Kinnunen等[7]的研究,兩種譜系的B型流感病毒演化自同一起源,那么,兩種譜系B型血凝素抗原測定時是否有干擾；SRID是否能準確反映四價疫苗中兩種譜系的B型血凝素抗原含量；在原三價疫苗中的血凝素成分對新增加的B型病毒血凝素抗原濃度檢測是否有影響。事關產品質量和免疫效果,國內外并未發現資料能回答這些問題。為了準確檢測新疫苗的兩種B型病毒血凝素,保證新疫苗的質量,本研究設計相對復雜的實驗予以驗證。

本研究先從正常測定血凝素濃度范圍著手,確定常規測定方法的準確性,明確檢測的血凝素含量與沉淀環直徑呈正比關系。在此濃度范圍內測定單一血凝素和兩型混合血凝素樣品中的B1或B2血凝素含量存在另一B型血凝素時對測定結果無明顯影響。隨后以配制三價流感疫苗(含A1A3B1或A1A3B2)為基質和以固定一種B型血凝素終濃度為30μg/ml為基質,加另一種B型病毒不同稀釋度的血凝素,并與單一B型不同稀釋度的血凝素進行比較,高濃度B型血凝素抗原濃度與其沉淀環直徑呈三元線性回歸。無論在B1血清板上,三價苗中對不同濃度的B1血凝素的含量測定,還是在B2血清板上,三價苗中存有不同濃度B2的血凝素的含量測定,各組間均無顯著差異。并且在B2血清板上,加入單一的B1血凝素,從高濃度到低濃度沒有見任何免疫沉淀環；反之亦然。B1和B2血清是高度型特異性抗體,在存在高濃度另一B型血凝素時仍未出現交叉反應,保證了SRID的準確性。以上結果均表明,使用 B/Brisbane/60/2008和 B/Phuket/3073/2 013兩種特異性血清在SRID測定流感疫苗中B/Brisbane和B/Phuket病毒的兩種B型血凝素抗原時未發現交叉干擾。

利益沖突無