什么是假病毒?
假病毒(Pseudovirus)是指经过改造后的病毒颗粒。将病毒颗粒进行人工改造,保留其部分特性的同时,成为无致病性的假病毒颗粒。在病毒性传染病防治过程中,通过小分子、中和抗体等抑制病毒入侵细胞是关键的一环,假病毒在这一过程的研究中具有独特的优势。相较于“真”病毒,其安全性高,即使是高致病性病毒对应的假病毒,也不需要在高生物安全等级(BSL3/ BSL4)实验室操作。
VSV病毒介绍
VSV是Vesicular Stomatitis Virus的缩写,中文名称为“水疱性口炎病毒”,属于水疱病毒属,弹状病毒科(Rhabdoviridae),其外形如同其名字呈现出子弹型。
VSV的基因组结构
野生型的VSV是一种由包膜病毒,其病毒体结构呈弹状或杆状,拥有一条单链负义RNA基因组(-ssRNA),并且其复制依赖病毒的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase,RdRp)。含有5种结构蛋白:核蛋白(N),磷酸化蛋白质(P),RNA聚合酶(L),基质蛋白(M)以及糖蛋白(G)。
图片来源:知乎
VSV感染靶细胞时,其中的G糖蛋白诱导细胞发生内吞作用,帮助病毒侵入细胞。侵入细胞后,VSV的组装发生在质膜上,病毒粒子从细胞表面出芽,在出芽时VSV 获得一个包膜,该包膜包含源自质膜的脂质双层和G 蛋白三聚体的刺突蛋白。这一包膜过程的显著特性之一是,VSV病毒粒子对可掺入病毒包膜的膜蛋白类型没有特别的选择性,当细胞与VSV和其他包膜病毒共感染时,VSV很容易包被其他病毒的膜蛋白。VSV病毒粒子在没有G糖蛋白的情况下可以出芽,再加上异源糖蛋白可以掺入VSV的性质,由此诞生了重组VSV病毒(rVSV),其中糖蛋白G 的基因被报告基因取代,例如 GFP、RFP等荧光蛋白、萤光素酶或其他易于检测的分泌酶(SEAP;分泌的人胎盘碱性磷酸酶)等,成为rVSV-ΔG,而其包膜蛋白来自待研究的异源病毒。
应用场景:
1.病毒入侵机制研究
如通过替换异源包膜蛋白(如新冠病毒S蛋白),模拟高危病毒入侵过程,解析受体结合(如ACE2)及膜融合机制,规避高等级实验室需求。
2.疫苗与药物开发
疫苗载体:如首个获批的埃博拉疫苗rVSV-ZEBOV(V920),用ZEBOV GP蛋白替换VSV-G,诱导强效免疫应答。
中和抗体评价:假病毒中和试验(pVNT)可快速评估疫苗或抗体对变异株(如Delta、Omicron)的保护效果。
3.诊断质控品开发
携带新冠病毒靶基因(ORF1ab、N基因)的VSV假病毒,可作为核酸检测阳性对照,验证试剂灵敏度及操作规范性,避免活病毒使用风险。
4.抗病毒药物筛选
假病毒结合报告基因,高通量筛选阻断病毒入侵的抑制剂或抗体,如针对S蛋白-ACE2结合的小分子药物。
DIFF 假病毒系统
迪福润丝生物通过在VSV载体中插入报告基因eGFP或Luciferase,用其他病毒的囊膜蛋白替换VSV载体的关键蛋白,形成了各种可定制化的假病毒。
相较于ELISA等方法,VSV假病毒检测方法具有以下优势:
l 高通量:增强了结果读取的便捷性、客观性,适合批量检测;
l 可复制性:更高的仿真度,可以更好地模拟感染的真实过程,增强结果可信性;
l 降低生物安全等级:可降低生物安全等级要求,筛选安全等级要求高的抗病毒药物。
服务案例:
图2.疫苗鼻腔免疫后滴鼻途径感染VSV新冠假病毒活体成像
图3.疫苗鼻腔免疫小鼠后滴鼻途径感染VSV新冠假病毒后存活率
图4.VSV狂犬假病毒荧光斑点观测结果
图5.VSV-H5N1假病毒荧光斑点观测结果
图6.VSV-H5N1假病毒中和实验抑制率曲线
图7.VSV-SFTSV假病毒荧光斑点观测结果
基于VSV假病毒的中和抗体检测
迪福润丝生物自有的CRO服务平台「DIFF+」可利用DIFF VSV假病毒提供基于荧光斑点计数法的中和抗体检测服务,检测流程(图4)如下:
图9. 中和抗体检测流程图
Created with biorender.com
DIFF VSV假病毒产品及服务信息:
参考文献:
[1]Whitt MA. Generation of VSV pseudotypes using recombinant ΔG-VSV for studies on virus entry, identification of entry inhibitors, and immune responses to vaccines. J Virol Methods. 2010 Nov;169(2):365-74.
[2]Nie, J., Li, Q., Wu, J. et al. Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by a pseudotyped virus-based assay. Nat Protoc 15, 3699–3715 (2020).