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产品及应用

丁肝造模AAV

丁肝病毒(Hepatitis Delta Virus, HDV)为环形负链RAN病毒,病毒粒子直径为35-37 nm,基因组约1.7 kb,呈双链杆状结构,其内部碱基配对约74%,该基因组仅包含一个开放阅读框,编码δ型肝炎抗原(HDAg)[1]。HDV为复制缺陷型病毒,需要依赖HBV外膜蛋白HBsAg完成自身病毒颗粒的组装,因此丁肝患者往往伴随着乙肝病毒感染[2, 3]。据统计,大约5%的乙肝病毒感染者同时感染丁型肝炎病毒,慢性HBV/HDV合并感染者预后差,后期发生肝衰竭、肝硬化、肝癌及死亡风险是慢性HBV患者的2-3倍[1]。

HDV病毒使用宿主聚合酶进行RNA复制,因此限制了抗HDV药物的开发。目前临床用药中以聚乙二醇干扰素α(PEG-IFN-α)为主,但该疗法仅在25%-30%患者中有缓解作用,并伴有严重的不良反应,如肌肉疼痛、血液异常等[4],此外,有肝硬化、自身免疫性疾病或某些精神疾病的患者,要尽量避免使用该药物[5]。以HDV进入细胞、复制及病毒组装和释放为靶点开发的药物也处于临床研究中。其中bulevirtide(Myrcludex-B)在2020年获得了欧洲药品管理局上市许可,该药物是一种肝脏胆汁酸转运体(NTCP)结合剂,也是全球首个批准用于治疗丁型肝炎的first-in-class药物。此外联合用药的临床试验也在进行中,由于HDV复制需要HBsAg,HBsAg清除虽然很难实现,但可能是HDV治疗的理想终点。

在临床前药效评估中,有效模拟HDV感染的动物模型的建立极为重要。目前用于感染HDV病毒的天然宿主有黑猩猩和土拨鼠,黑猩猩是唯一一个研究HBV/HDV共感染且具有免疫能力的动物模型,但存在着一定的伦理限制。土拨鼠可感染HDV,并以土拨鼠肝炎病毒(WHV)外膜蛋白组装成完整的HDV病毒颗粒,与正常的HDV病毒颗粒的组装存在一定区别,因此科学家们在遗传背景单一的小鼠模式动物中进行了开发,在以病毒载体为主的模型开发中,rAAV(recombinant adeno associated virus, rAAV)由于其载体安全性高,免疫原性低、感染宿主细胞范围广凸显出其独特的优势。将携带HBV和HDV全长基因组的rAAV经尾静脉注射小鼠后,可实现小鼠肝脏的持续性感染。

HDV产品描述

HDV基因组只编码HDAg蛋白,HDAg有2种形式:S-HDAg(195AA)和L-HDAg(214AA)。S-HDAg 196AA处终止密码子UAG被宿主细胞ADAR-1介导的RNA编辑将其序列改为UGG,从而将C端延长了19AA形成了L-HDAg。S-HDAg参与病毒复制,L-HDAg参与病毒粒子的组装,因此RNA编辑是HDV复制的核心,通过控制2种不同亚型的蛋白来调控病毒复制和颗粒组装之间的平衡。HDV病毒基因组内部折叠成类病毒棒状结构,该结构与S-HDAg和L-HDAg相结合形成核糖核蛋白(RNP)复合物,与HBsAg组装成完整的病毒颗粒。由于临床上HBV/HDV合并感染的患者伴随着较为严重的肝损伤,而传统的HDV转基因小鼠模型不能稳定表现出该表型,因此也限制了临床药物的开发。近期有研究组用rAAV递送HBV及HDV基因组来模拟HBV/HDV合并感染的过程,并表现出肝损伤[6, 7]。九游服务科技利用AAV8在宿主细胞中稳定表达及强嗜肝性的特点,并结合一系列现有及自主研发(专利号:CN 111218446 A)的肝脏特异性启动子,开发了携带1.2拷贝HDV全长基因组的腺相关病毒产品rAAV-1.2×HDV一系列产品。该产品与AAV-HBV系列产品组合使用可稳定建立HBV/HDV同时感染的状态,助力HDV复制机制的研究及抗HDV药物的研发。

分子构建

图1用于建立丁肝病毒感染动物模型的rAAV-1.2×HDV产品基因组结构示意图

效果验证

将AAV-HBV和AAV-HDV病毒以不同组合的方式尾静脉注射至8周C57BL/6小鼠,在注射病毒后的第7,14,21,45天对血清中HDV和HBV进行定量检测。AAV-HBV/HDV实验组14天可检测到HDV基因组,并在21天时达到最高水平(A-C)。AAV-HBV/HDV合并感染后,血清中ALT水平明显增加(D),此外肝脏损伤、坏死、炎症、增殖、纤维化、肝硬化、肝癌基因表达显著增加(E),肝脏组织H&E染色也表现出小叶炎症(黑色粗箭头),细胞质肿胀(黑色细箭头)及“砂状”肝细胞核(白色细箭头)(F)。

 

图2用AAV-HBV/HDV合并感染建立小鼠乙肝病毒长期感染模型指标检测[6]

HDV系列AAV病毒质控

九游服务的生产系统、质控系统都严格按照标准文件执行,可确保产品质量和批次间的稳定性。该系统不含人源细胞系,避免了生产过程中产生野生型HDV病毒颗粒的风险,安全性更高。此系统可实现大规模的生产,而且具有较高的产率和稳定性。

腺相关病毒产品采用碘克沙醇密度梯度离心纯化,通过荧光定量PCR检测AAV基因组ITR序列测定滴度(见图3),并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)银染检测产品纯度,如图4所示,rAAV-EAlb-hAAT-1.2xHDV (AG)三条特征条带清晰,纯度≥97%。

  

图3通过Q-PCR检测,rAAV-EAlb-hAAT-1.2xHDV (AG)的滴度为1012 vg/mL


 

图4 SDS-PAGE银染检测rAAV-EAlb-hAAT-1.2xHDV (AG)纯度,AAV的外壳由VP1、VP2、VP3三种蛋白按1:1:10比例组成,大小分别是87 KD、73 KD、62KD,三条带灰度值越接近上述比例,病毒纯度越高

HDV系列产品信息及特点

产品信息:

产品编号

产品名称

产品规格

滴度

注射剂量

注射方法

PT-7499

r AAV-Ath2-1.2×HDV (Ⅰ型) (G)

1ml/vial

1.00E+12vg/ml

5.00E+10vg/mouse

尾静脉注射

PT-7497

r AAV-hAAT-1.2×HDV(Ⅰ型) (G)

1ml/vial

1.00E+12vg/ml

5.00E+10vg/mouse

尾静脉注射

备注:

(1)该模型需与AAV-HBV病毒合并使用建立丁肝感染模型。

(2)可根据客户不同需求定制不同肝脏特异性启动子启动的HDV基因组及其点突变株,助力科研及抗病毒药物开发!


产品特点:

适用模型:慢性乙肝/丁肝合并感染模型,可用于研究丁肝病毒复制机制及抗丁肝药物的开发;

缺点:无HDV感染过程;

常用小鼠品系及注射剂量:C57BL/6Balb/c≥ 5*1010 HBV+5*1010 HDV vg/mouse

AAV-HBV及AAV-HDV使用环境及注意事项

(1)重组腺相关病毒属于复制缺陷型假病毒载体,但rAAV-HBV1.3-mer WT replicon及rAAV-1.2×HDV系列产品携带致病基因,其病毒产品和受感染的动物对人具有感染性和致病性,应在生物安全二级条件下操作使用,运输过程也需做到隔离防护。

(2)操作人员需要经过专业的生物安全培训并获得生物安全培训合格证,严格按照生物安全实验规程和手册进行操作。建议操作人员接种乙型肝炎疫苗以获得乙肝免疫能力。

(3)感染了rAAV-HBV1.3-mer WT replicon及rAAV-1.2×HDV的小鼠排泄物等可能含有HBV和HDV病毒,该病毒对包括人在内的灵长类动物有潜在感染性和致病性,故实验动物及废弃物的处理需要严格遵循生物安全实验规程。

(4)该病毒产品及其动物模型的使用单位应该有生物安全二级实验室资质。

AAV-HBV及AAV-HDV运输及保存方法

(1)病毒采用干冰运输,通常1-2天送达。

(2)病毒可在4℃短期保存1-2周,但滴度会有4-5倍的降低。长期保存需存放于-80℃。每冻融一次,病毒滴度降低10%左右,应避免反复冻融。

(3)理论上,病毒可于-80℃保存6个月以上,但病毒储存时间超过6个月后,建议在使用前重新测定滴度。

(4)分装保存,避免反复冻融。

(5)避免细菌、蛋白酶等污染。

参考文献

[1] LEMPP F A, NI Y, URBAN S. Hepatitis delta virus: insights into a peculiar pathogen and novel treatment options [J]. Nat Rev Gastroenterol Hepatol, 2016, 13(10): 580-9.

[2] LUCIFORA J, DELPHIN M. Current knowledge on Hepatitis Delta Virus replication [J]. Antiviral Res, 2020, 179(104812.

[3] URBAN S, NEUMANN-HAEFELIN C, LAMPERTICO P. Hepatitis D virus in 2021: virology, immunology and new treatment approaches for a difficult-to-treat disease [J]. Gut, 2021, 70(9): 1782-94.

[4] ASIF B, KOH C. Hepatitis D virus (HDV): investigational therapeutic agents in clinical trials [J]. Expert Opin Investig Drugs, 2022, 31(9): 905-20.

[5] ALMEIDA P H, MATIELO C E L, CURVELO L A, et al. Update on the management and treatment of viral hepatitis [J]. World J Gastroenterol, 2021, 27(23): 3249-61.

[6] SUAREZ-AMARAN L, USAI C, DI SCALA M, et al. A new HDV mouse model identifies mitochondrial antiviral signaling protein (MAVS) as a key player in IFN-beta induction [J]. J Hepatol, 2017, 67(4): 669-79.

[7] USAI C, MAESTRO S, CAMPS G, et al. TNF-alpha inhibition ameliorates HDV-induced liver damage in a mouse model of acute severe infection [J]. JHEP Rep, 2020, 2(3): 100098.

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