为了正常的体验网站,请在浏览器设置里面开启Javascript功能!
首页 > 质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分_高帆

质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分_高帆

2014-02-20 4页 pdf 322KB 63阅读

用户头像

is_097937

暂无简介

举报
质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分_高帆 ·论 著· 质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分 高帆1,毛群颖1,张军楠1,秦文彦2,姚昕1,吴星1,王一平1, 邵杰1,王轩1,徐苗1,梁争论1 1.中国食品药品检定研究院 卫生部生物技术产品检定方法及其标准化重点实验室,北京 100050; 2.北京博奥生物有限公司,北京 102206 摘要:目的 采用质谱法对我国2家进入临床试验肠道病毒71型 (EV71)灭活疫苗的主要蛋白成分进行 分析和比较,为完善EV71疫苗的质控方法提供实验依据。方法 应用梯度SDS-PAGE法对2家生产自 Vero细胞...
质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分_高帆
·论 著· 质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分 高帆1,毛群颖1,张军楠1,秦文彦2,姚昕1,吴星1,王一平1, 邵杰1,王轩1,徐苗1,梁争论1 1.中国食品药品检定研究院 卫生部生物技术产品检定方法及其化重点实验室,北京 100050; 2.北京博奥生物有限公司,北京 102206 摘要:目的 采用质谱法对我国2家进入临床试验肠道病毒71型 (EV71)灭活疫苗的主要蛋白成分进行 分析和比较,为完善EV71疫苗的质控方法提供实验依据。方法 应用梯度SDS-PAGE法对2家生产自 Vero细胞的EV71疫苗原液 (A、B原液)进行蛋白电泳分析,蛋白条带经切胶回收、脱色、胰酶酶切后 提取蛋白多肽,采用液质联用仪 (LC/MS)对回收的各条带蛋白多肽进行二级质谱序列测定。采用酶联免 疫法 (ELISA)和二喹啉甲酸法 (BCA)分别检测浓缩后的疫苗原液中EV71抗原含量和总蛋白含量,计 算比活值。结果 将原液浓缩10余倍后经梯度SDS-PAGE电泳分析,抗原A为4条带,抗原B为6条带。 采用质谱法检测各条带蛋白并搜库分析发现,各条带均含有EV71多聚蛋白;抗原 A条带1、3和抗原B 的条带1、3、4、5、6含有猴源蛋白。经PSMs(鉴定多肽次数)计算发现EV71蛋白占总蛋白比例分别为 96.7%和95.0%,比活值为865.5、291.8U/μg。结论 质谱法可作为疫苗中蛋白检测的辅助方法,并考 虑在多批次检测的基础上提出限量要求,为疫苗质量的一致性提供保障。 关键词:肠道病毒71型 (EV71);疫苗;蛋白;质谱 (MS) 中图分类号:R373.2  文献标识码:A  文章编号:2095-0136 (2013)06-0410-04 Analysis of major protein components of two domestic enterovirus 71 vaccine bulks by mass spectrometer in China GAO Fan*,MAO Qun-ying,ZHANG Jun-nan,QIN Wen-yan,YAO Xin,WU Xing,WANG Yi-ping, SHAO Jie,WANG Xuan,XU Miao,LIANG Zheng-lun *National Institutes for Food and Drug Control,Key Laboratory of the Ministry of Health for Research on Quality and Standization of Biotech products,Beijing,Beijing 100050,China Corresponding author:LIANG Zheng-lun,E-mail:lzhenglun@126.com Abstract:Objective To analyze the major protein components of two domestic enterovirus 71 (EV71)vac- cines(A and B)manufactured in China that have entered clinical trials and provide reference for quality con- trol.Methods The EV71bulks(antigen A and B)from Vero cells in two manufacturers were detected by gra- dient SDS-PAGE method.Protein bands were cut,extracted,de-colored,digested with restriction enzymes, and then the peptides were extracted.Liquid chromatograph-mass spectrometer(LC/MS)was used to detect the secondary spectrum of the peptide sequence.The antigen content and total protein content from the concen- trated bulk were measured by ELISA and BCA method to calculate the specific activity.Results The bulk was first concentrated about ten folds and analyzed by gradient SDS-PAGE which showed 4bands for antigen A and 6bands for antigen B.All bands contain EV71polyprotein;band 1,3in antigen A and band 1,3,4,5,6in antigen B contain monkey proteins.The proportions of EV71protein to total proteins were 96.7%in antigen A and 95.0%in antigen B;and the specific activity was 865.5and 291.8in agtigens A and B,respective- ly.Conclusions Mass spectrometer analysis may be used to detect residual host proteins and a threshold value should be set after evaluation of multiple batches for quality control. Key words:Enterovirus 71 (EV71);Vaccine;Protein;Mass spectrometer 基金项目:国家高技术研究发展 (863计划)(2012AA02A402) 作者简介:高帆,硕士,助理研究员,主要从事疫苗质量控制、评价及研究工作 通讯作者:梁争论,E-mail:lzhenglun@126.com ·014· 中国病毒病杂志2013年11月第3卷第6期 Chin J Viral Dis,Nov 2013,Vol.3No.6   手足口病 (HFMD)是一种可由多种肠道病 毒引起,导致5岁以下婴幼儿出现手、足、口部疱 疹、皮 疹 的 传 染 性 疾 病[1],肠 道 病 毒 71 型 (EV71)是其主要病原体之一,HFMD重症患儿 可出现脑干脑炎、无菌性脑膜炎、神经源性心衰和 肺水肿等多种神经系统疾病,一般病程进展迅速、 病情重、死亡率高且易遗留神经系统后遗症[2-3]。 自2008年以来,EV71引起的相关疾病在我国呈 现持续流行态势,由于缺乏有效的防控手段和治疗 药物,已成为严重危害我国婴幼儿身体健康的重要 公共卫生问题之一。研发疫苗是控制严重 HFMD 的有效手段。目前已有多家企业投入疫苗的研发。 我国有3家企业研发的疫苗已完成Ⅲ期临床试验, 初步分析结果明EV71疫苗具有良好的安全性和 保护效果[4-6]。 生物质谱 (MS)是生物分子分析的质谱技术, 已经成为分析、鉴定蛋白质、多肽、细胞因子等生 物大分子的重要手段和前沿方法[7-14]。本文通过采 用生物质谱技术,对我国完成Ⅲ期临床试验的其中 2家企业生产的EV71疫苗原液进行蛋白成分鉴定 与分析,探索EV71疫苗质控研究的新方法,为完 善疫苗质控标准提供依据。 1 材料与方法 1.1 EV71原液 2家EV71疫苗原液,编号为 A、B。细胞基质为 Vero细胞,蛋白浓度分别为 0.003、0.031g/L。由2家 EV71疫苗研发企业 馈赠。 1.2 主要试剂 EV71抗原含量检测试剂盒,北 京科兴生物制品有限公司馈赠。BCA蛋白含量检 测试剂盒,购自美国 Thermo公司。SDS-PAGE 电泳梯度胶及电泳液,购自美国Bio-Rad公司。胰 酶购自美国Promega公司。 1.3 主要仪器 液质联用仪LTQ Orbitrap Velos LC/MS,高效液相系统的型号为 EASY-nLCTM 1000Integrated Nano-HPLC System,为一体式纳 升级不分流高效液相分离系统;质谱仪型号为 LTQ Orbitrap Velos,均由美国 Thermo Fisher Scientific公司生产。SDS-PAGE电泳槽、酶标仪, 美国Bio-Rad公司生产。高速冷冻离心机,美国 BECKMAN公司生产。 1.4 EV71原液浓缩 按照说明书操作步骤,用 截留分子量为3K的超滤浓缩离心管对EV71原液 进行浓缩。抗原 A、B浓缩倍数分别为10倍、15 倍,总蛋白含量分别为0.03、0.46g/L。滤出液经 EV71抗原含量检测试剂盒检测未见EV71抗原。 1.5 SDS-PAGE电泳 取浓缩后的样品加入1/10 体积的10×Loading buffer中,混匀。微沸状态煮 5min后冷却至室温。SDS-PAGE电泳,上样量均 为38μl。梯度胶浓度为7%~20%;浓缩胶电压 100V,30min;分离胶电压140V,90min。经 考马斯亮蓝染色后拍照。 1.6 质谱检测样品的制备 切取SDS-PAGE电泳 获得的蛋白条带,分别进行脱色、胰酶酶切并提取 酶切后的蛋白多肽,真空浓缩抽干。每个切胶条带 从低分子量到高分子量依次编号为1、2、3,以此 类推。 1.7 质谱检测 洗脱液 A=99.9%水、0.1%甲 酸;洗脱液B=99.9%乙腈、0.1%甲酸。流速: 0.25μl/min。质谱全扫描范围:m/z 400~1 500。 全扫描中选择离子强度 TOP20的母离子,通过 CID碎裂,进行二级质谱序列测定。另外,从 Uniprot网站 (http://www.uniprot.org)下载 蛋白质组数据并构建数据库用于质谱数据分析。由 北京博奥生物有限公司对样品进行质谱检测。 1.8 EV71原液比活检测 采用BCA法和ELISA 法对浓缩后的EV71原液进行总蛋白含量检测和 EV71抗原含量检测。比活值 (U/μg)=EV71抗 原含量值 (U/ml)/总蛋白含量值 (μg/ml)。检 测方法详见参考文献[15]。 2 结 果 2.1 SDS-PAGE电泳比较 超滤浓缩10余倍后 的EV71疫苗抗原A、B,经7%~20%梯度SDS- PAGE电泳分析,抗原 A可见4条带,抗原B可 见6条带。其中条带1~4,两者对应的分子量一致。 抗原A、B的1、2、3和4条带相对分子质量约为 10×103、24×103、26×103 和35×103,与文献报 道的VP4、VP3、VP2和VP1的分子量相近[16]。 2.2 2种抗原每条条带中的蛋白组成结果比较  将图1中电泳条带按所示编号进行经切胶、处理后 进行质谱检测。质谱检测的原始文件使用 Pro- teome Discoverer软件进行搜库计算分析,并使用 过滤设置,保留结果可靠的多肽和蛋白。检测结果 见表1,抗原A和抗原B的各条带中均含有EV71 多聚蛋白。抗原A的条带1和3中含有猴源蛋白; 抗原B的条带中除2外,其余均含有猴源蛋白。 在各条带检测出的EV71多聚蛋白中,选择最高可 信度的多肽氨基酸序列 (未列出)与阜阳株 (Gene Bank Accession No.EU703812) 进 行 ·114·中国病毒病杂志2013年11月第3卷第6期 Chin J Viral Dis,Nov 2013,Vol.3No.6 BLAST比对,确定抗原A、B的条带1~4分别为 VP4、VP3、VP2和VP1。 注:抗原A、B为2家企业生产的EV71抗原;M为蛋白 Marker。 图1 超滤浓缩后EV71抗原SDS-PAGE电泳图 2.3 质谱法检测蛋白比例与EV71疫苗抗原比活 值比较 经条带中蛋白PSMs值 (鉴定多肽次数) 的半定量计算,获得2家企业疫苗抗原中EV71蛋 白占总蛋白的比例。并通过对浓缩后抗原进行蛋白 含量检测和EV71抗原含量检测,计算得到2家企 业疫苗抗原比活值,见表2。 3 讨 论 目前我国已有3家企业生产的EV71全病毒灭 活疫苗完成Ⅲ期临床试验,其中2家企业采用Ve- ro细胞作为EV71病毒培养的细胞基质。本课题组 在前期研究[15]中建立了EV71国家抗原定量标准 品 (2010No.0023),规范疫苗抗原的活性单位 U/ml,在检测以Vero细胞作为基质的EV71疫苗 抗原含量时发现2家企业的比活值存在差异,为了 解比活值与抗原蛋白和宿主蛋白的关系,本研究尝 试采用 MS法对2家疫苗原液的主要蛋白成分进行 鉴定、分析。MS由于具有高准确度、高灵敏度和 高自动化程度的特点,可准确测定多肽或蛋白质的 相对分子量及氨基酸序列,已在生物学领域得到广 泛应用。以往研究中,MS常用于检测各种病毒的 衣壳蛋白特征并进行鉴别分析[7-8]、病毒准种检 表1 2种抗原每个条带中的蛋白组成 条带 编号 抗原A 蛋白编号 蛋白来源 蛋白名称 抗原B 蛋白编号 蛋白来源 蛋白名称 1 B5LFZ5 EV71 多聚蛋白 B2ZUN0 EV71 多聚蛋白 E9RG98 EV71 多聚蛋白 E0WWC7 EV71 多聚蛋白 F7HU82 猴 α-辅肌动蛋白-4 E9RG94 EV71 多聚蛋白 F7B7A2 猴 未知蛋白 F7B786 猴 细胞角蛋白-1 F7BK72 猴 肽基脯氨酸顺/反异构酶 F7H4M5 猴 未知蛋白 F7H2A5 猴 抑制蛋白 F6UR30 猴 未知蛋白 2 B2ZUN0 EV71 多聚蛋白 B2ZUN0 EV71 多聚蛋白 E0WWC7 EV71 多聚蛋白 D0PWE9 EV71 多聚蛋白 3 D2CNR2 EV71 多聚蛋白 (片段) B2ZUN0 EV71 多聚蛋白 F7B786 猴 细胞角蛋白-1 E0WWC7 EV71 多聚蛋白 F7B5G7 猴 未知蛋白 E5RPG9 EV71 多聚蛋白 F7E526 猴 未知蛋白 E5RPG0 EV71 多聚蛋白 F7AEK9 猴 细胞角蛋白-2e F7HCG9 猴 猴源未知蛋白 F7B5G7 猴 猴源未知蛋白 4 E0WWC7 EV71 多聚蛋白 E0WWC7 EV71 多聚蛋白 B5LFZ5 EV71 多聚蛋白 B9VSH0 EV71 多聚蛋白 E5RPG0 EV71 多聚蛋白 D3YGU8 EV71 多聚蛋白 Q9QF52 EV71 多聚蛋白 D9HNS2 EV71 多聚蛋白 E9RG98 EV71 多聚蛋白 D4QDT5 EV71 多聚蛋白 (片段) Q5DW45 EV71 多聚蛋白 I2A606 EV71 VP1蛋白 G8Z7J5 EV71 多聚蛋白 F7D2J4 猴 未知蛋白 B8ZIV3 EV71 多聚蛋白 (片段) F7B7A2 猴 未知蛋白 B8ZIW6 EV71 多聚蛋白 (片段) 5  — —   — B2ZUN0 EV71 多聚蛋白 E0WWC7 EV71 多聚蛋白 F7B786 猴 猴源细胞角蛋白 F7AEK9 猴 猴源细胞角蛋白-2e F7E526 猴 猴源未知蛋白 F6UG95 猴 猴源未知蛋白 F7B5G7 猴 猴源未知蛋白 F7HGY2 猴 猴源未知蛋白 F7H7V0 猴 猴源桥粒斑蛋白-3 6  — —   — E0WWC7 EV71 多聚蛋白 E5RPG0 EV71 多聚蛋白 E5RPG9 EV71 多聚蛋白 D3YGU8 EV71 多聚蛋白 F7B5G7 猴 未知蛋白 F7B7A2 猴 未知蛋白 F7AEK9 猴 细胞角蛋白-2e ·214· 中国病毒病杂志2013年11月第3卷第6期 Chin J Viral Dis,Nov 2013,Vol.3No.6 表2 蛋白比例与EV71抗原比活的比较 抗原 编号 EV71蛋白 比例 (%) 宿主细胞蛋白 比例 (%) 宿主细胞 蛋白类型 比活值 (U/μg) A  96.7  3.3 Vero  865.5 B  95.0  5.0 Vero  291.8 测[9]、病毒突变研究[10]、蛋白修饰分析[11-12],或 者根据病毒衣壳蛋白鉴别血清型[13],以及用于监 测病毒结构蛋白的动态变化[14]等。但采用 MS对 疫苗进行蛋白鉴定及分析的相关研究鲜有报道。 本研究将EV71原液经浓缩后进行SDS-PAGE 蛋白电泳分析,再进行脱色、胰酶酶切后提取蛋白 多肽,应用二级质谱对各条带的EV71蛋白和宿主 蛋白进行鉴定。研究结果显示,抗原 A可见4条 带,抗原B可见6条带;除抗原A的第2、4条带 和抗原B的第2条带不含宿主蛋白外,其余各条 带均含有EV71蛋白和宿主蛋白。提示应用该方法 进行多批次平行检测,可建立疫苗原液生产一致性 的质控指标,完善EV71疫苗质控方法,为严格控 制宿主蛋白残留量以确保疫苗的安全性提供帮助。 另外,蛋白浓度的差异可能是导致抗原 A和抗原 B条带数量不一致的原因。经PSMs值 (鉴定多肽 次数)计算发现,2家企业EV71蛋白占总蛋白的 百分数相近,A抗原为96.7%、B抗原为95.0%, 结果与药品注册检验中高效液相色谱 (HPLC)法 的纯度检测结果基本一致,但抗原的比活值相差 2.97倍,推测不同生产工艺可能是造成EV71疫 苗活性存在差异的原因,进一步研究应对2家疫苗 的蛋白结构和抗原特性进行深入探讨。 参考文献 [1] Monto H.Enterovirus 71:the virus,it s infections and out- breaks[J].J Microbiol Immunol Infect,2000,33 (4):205- 216. [2] Chan LG,Parashar UD,Lye MS,et al.Deaths of children during an outbreak of hand,foot,and mouth disease in Sa- rawak,Malaysia:clinical and pathological characteristics of the disease [J].Clin Infect Dis,2000,31 (3):678- 683. [3] Lum LC,Wong KT,Lam SK,et al.Fatal enterovirus 71en- cephalomyelitis[J].J Pediatr,1998,133 (6):795-798. [4] Epgonline.org.Positive topline results from phase III trial of en- terovirus 71vaccine(Sinovac Biotech)against hand,foot and mouth disease [EB/OL].(2013-03-16)[2013-05-15].ht tp://www.epgonline.org/news/2013/Mar/Positive-topline- results-fromPhase.cfm. [5] Zhu FC,Meng FY,Li JX,et al.Efficacy,safety,and immunology of an inactivated alum-adjuvant enterovirus 71 vaccine in children in China:a multicentre,randomised, double-blind,placebo-controlled,phase 3trial[J].Lancet, 2013,381 (9882):2024-2032. [6] A Protected Study of Inactivated EV71Vaccine(Human Diploid Cell,KMB-17)in Chinese Infants and Children [EB/OL]. (2013-03-10)[2013-05-15].http://www.deepdyve.com/lp/ clinical-trials/a-protected-study-of-inactivated-ev71-vaccine-hu- man-diploid-cell-kmb-679kOYq0nc?articleList=% 2Fsearch% 3Fquery%3DHuman%2BDiploid%2BCell%252C%2BKMB-17. [7] Swatkoski S,Russell S,Edwards N,et al.Analysis of a model virus using residue-specific chemical cleavage and MALDI-TOF mass spectrometry[J].Anal Chem,2007, 79 (2):654-658. [8] Resch W,Hixson KK,Moore RJ,et al.Protein composi- tion of the vaccinia virus mature virion[J].Virology,2007, 358 (1):233-247. [9] Yea C,Bukh J,Ayers M,et al.Monitoring of hepatitis C virus quasispecies in chronic infection by matrix-assisted la- ser desorption ionization-time of flight mass spectrometry mutation detection[J].J Clin Microbiol,2007,45 (3): 1053-1057. [10] Lewis JK,Bendahmane M,Smith TJ,et al.Identification of viral mutants by mass spectrometry[J].Proc Natl Acad Sci USA,1998,95 (15):8596-8601. [11] Schwarzer J,Rapp E,Reichl U.N-glycan analysis by CGE- LIF:profiling influenza A virus hemagglutinin N-glycosyla- tion during vaccine production[J].Electrophoresis,2008, 29 (20):4203-4214. [12] Murray S,Nilsson CL,Hare JT,et al.Characterization of the capsid protein glycosylation of adeno-associated virus type 2by high-resolution mass spectrometry[J].J Virol, 2006,80 (12):6171-6176. [13] Van Vliet K,Mohiuddin Y,McClung S,et al.Adeno-as- sociated virus capsid serotype identification:analytical methods development and application[J].J Virol Methods, 2009,159 (2):167-177. [14] Speir JA,Bothner B,Qu C,et al.Enhanced local symme- try interactions globally stabilize a mutant virus capsid that maintains infectivity and capsid dynamics [J].J Virol, 2006,80 (7):3582-3591. [15] Liang ZL,Mao QY,Gao Q,et al.Establishing China′s national standards of antigen content and neutralizing anti- body responses for evaluation of enterovirus 71 (EV71) vaccines[J].Vaccine,2011,29 (52):9668-9674. [16] Song YB,Yu N,He SJ,et al.Gene cloning and immuno- genicity analysis of the structural proteins VP1-VP4of en- terovirus 71[J].Nanfang Yike Daxue Xuebao,2011,31 (11):1846-1850.(in Chinese) 宋远斌,余楠,何思杰,等 .肠道病毒71型 VP1-VP4基 因克隆及其表达产物的免疫原性[J].南方医科大学学报, 2011,31 (11):1846-1850. 收稿日期:2013-07-17 修回日期:2013-09-19 责任编辑:李川 ·314·中国病毒病杂志2013年11月第3卷第6期 Chin J Viral Dis,Nov 2013,Vol.3No.6
/
本文档为【质谱法分析肠道病毒71型疫苗原液的主要蛋白成分_高帆】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。 本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。 网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。

历史搜索

    清空历史搜索