蛋白的糖修饰谱评估新冠感染者的免疫力
发布时间：
2021-04-29 13:54
来源：布鲁克（北京）科技有限公司-质谱仪器
美国南卡罗莱纳医科大学（MUSC）细胞和分子药理学系的科学家Peggi Angel、Richard Drake和Anand Mehta博士正在开发一种检测方法，在对新冠患者肺组织的质谱成像分析后，筛选出和后续疾病发展的相关聚糖标志物及聚糖谱，并开发了结合抗体免疫和MALDI质谱技术的血液样本分析方法。通过一些列聚糖编码，可以对新冠患者的疾病状态进行评估和预后
图：MUSC细胞与分子药理学系Peggy Angel博士（左）、Richard Drake博士（中）和Anand Mehta博士（右）2019年出现的新冠疫情（COVID-19）席卷全球，COVID-19是由SARS-CoV-2病毒引起的。该病毒的表面覆盖了一层聚糖修饰，这些聚糖修饰能与人体细胞表层的ACE2受体发生相互作用，从而使病毒侵入细胞中。为了应对这一情况，美国南卡罗莱纳医科大学的科研人员正着力于开发一种能针对病患个体做新冠病毒免疫效果评估的方法 —— 以质谱成像技术为工具，用以筛查病毒表面的聚糖修饰，从而实现对免疫效果的评估。南卡罗莱纳医科大学的三位科研人员——Peggi Angel博士、Richard Drake博士和Anand Mehta博士长期致力于“蛋白的糖修饰”方面的研究工作。此外，三位科学家还成立了一个叫做“GlycoPath”的公司，致力于细胞表层聚糖分子与各种疾病关联性的检测方法开发，并进一步推动科研成果的临床转化。当受到SARS-CoV-2等病毒的感染之后，人体的免疫系统会产生一种叫做抗体的蛋白，它能起到抗击病毒的作用。抗体不仅能杀死病毒，还能对病毒特征加以记忆，这样就能在未来阻止相同病毒的入侵。众所周知，附着在抗体表面的聚糖分子在整个的病毒记忆、识别的过程中起到至关重要的作用。Richard Drake博士说，“关于新冠病毒，还有很多情况我们并不了解，就像为什么有的感染者出现严重的症状，而有的感染者却没有任何症状。我们唯一能确认的是——在体内所有的相互作用都是在聚糖分子的调控下完成的。”利用在糖分子生物学方面的专业知识和质谱成像技术，这个三人小组正在开发一种叫做“Glycotyper”的检测方法，该方法可以筛查出与癌症或其他疾病密切相关的特征性聚糖分子。图：Richard Drake博士与布鲁克solrariX磁共振质谱仪该方法也可以用于应对当前的新冠疫情。当人体受到SARS-CoV-2病毒感染后，该方法可以用于分析并识别血液或唾液中抗体上的聚糖分子。
Anand Mehta博士说：“Glycotyper能给出很好的区分结果——能有效地把需要进入ICU监护室的重症患者和仅需隔离及补充氧气的轻症患者区分开。不仅如此，它还将成为一种具有广泛应用前景的新技术：用于对某一个目标蛋白做深度检测并获取其相应的分子信息”。不仅如此，该方法在对新冠感染者的抗体进行分析之后，其结果能揭示出该病患对于病毒的抵抗能力，即免疫效果。Anand Mehta博士评论到，“这种方法能帮我们对新冠病毒感染的本质做深入的了解，并对患者病症的严重性加以评估。到目前为止，还没有哪一种临床技术能够对重症患者和无症状感染者做出有效的区分。我们的目标是开发一种具有精准区分能力的诊疗技术来填补这一空白”。当前新冠病毒的检测方法耗时较长——每个样本需要花费2~3天的时间。RichardDrake 博士说：“我们的这项新型检测方法对每个样本的分析时间仅需要几个小时，并且对病患的采样量非常少。”这项检测方法与常规的“抗体检测方法”有一定相似之处，但它的优势在于可以同时对大批量的抗体同时做筛查。它的步骤如下：首先用移液枪取少量抗体于已事先编码的特制载玻片上，然后滴加几微升病患的唾液或血液。糖蛋白会被相应的抗体“特异性”地识别出来、并与之一一结合。接下来，利用一种特殊的质谱仪来对上述被“捕获”到的糖蛋白进行可视化分析。 Peggy Angel博士补充到，“该检测方法有一个非常突出的优点——高通量，即在同一块载玻片上可以同时对高达100个样本进行检测，这样经过放大，它就能实现对于多个病人的高通量筛查”。除了能对新冠感染者的患病程度加以评估之外，该方法在未来还将用于对新冠疫苗和新冠诊疗方法的效果评估。该研究小组与布鲁克建立了长期亲密的合作伙伴关系，双方正紧密合作、努力推动Glycotyper检测方法从试验阶段到临床应用的转化；希望能在第二波新冠疫情到来之际，将该方法投入到临床检验之中，为抗击新冠疫情做出贡献。
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