Product Articles

Life Science

การตรวจหาแอนติบอดีชนิด neutralizing antibody (NAb) ที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2 (Covid-19)

 

           

            สืบเนื่องจากบทความในหัวข้อการตรวจทางภูมิคุ้มกันหรือแอนติบอดีที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2 Serology Assays) https://www.gibthai.com/service/article_detail/302 ที่ทำให้ทราบเกี่ยวกับการตอบสนองทางระบบภูมิคุ้มกันหรือการสร้างแอนติบอดีที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2 รวมทั้งวิธีการตรวจหาไปเบื้องต้นแล้วนั้น บทความนี้จึงจะขอกล่าวถึงชนิดของแอนติบอดีที่เรียกว่า neutralizing antibody (Nab) ว่า neutralizing antibody คืออะไร และมีความสำคัญอย่างไร?

          โดยปกติแล้วนั้นแอนติบอดีที่ร่างกายสร้างขึ้นมาอย่างจำเพาะหลังจากได้รับเชื้อจะมีด้วยกัน 2 ประเภท คือ Binding antibody (Bab) และ Neutralizing antibody (NAb)1 โดยแอนติบอดีประเภท binding antibody (Bab) หรือ non-neutralizing antibody จะจับกันอย่างจำเพาะกับแอนติเจนซึ่งสามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกัน แต่ไม่สามารถยับยั้งการเข้าเซลล์หรือการเพิ่มจำนวนของเชื้อไวรัสได้ จึงกล่าวได้ว่าการตรวจหาแอนติบอดีที่เกิดขึ้นทั่วไปหรือตรวจหาแบบ binding antibody นั้นไม่อาจสะท้อนโดยตรงถึงความสามารถของแอนติบอดีในการยับยั้งเชื้อไวรัสได้ แสดงดังรูปที่ 12

 

รูปที่ 1 การตอบสนองของระบบภูมิต้านทานหลังการติดเชื้อ COVID-19 (ดัดแปลงจาก (2))

 

Neutralizing antibodies

          เป็นแอนติบอดีอีกชนิดที่มีความสามารถในการป้องกันการเข้าเซลล์จากไวรัส รวมทั้งในบางกรณี neutralizing antibody อาจป้องกันการเปลี่ยนแปลงเชิงโครงสร้าง (conformational changes) ที่จำเป็นสำหรับการรวมตัวของไวรัส (fusion) กับเยื่อหุ้มเซลล์ของเซลล์โฮสต์ด้วย3 ในกรณีของการติดเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 นั้น เชื้อไวรัสเมื่อเข้าสู่ร่างกายจะเข้าสู่เซลล์ของโฮสต์ผ่านการจับกับ Angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) receptors บนผิวเซลล์ ซึ่ง neutralizing antibody จะมีบทบาทในการขัดขวางการเข้าเซลล์โดยเข้าไปจับกับส่วน receptor-binding domain (RBD) บนชิ้นส่วน spike (S) protein ซึ่งเป็น homotrimeric glycoprotein ขนาดใหญ่ที่อยู่บนผิวของเชื้อไวรัส SARS-CoV-23,4 (ดังแสดงในรูปที่ 2) นอกจากนี้ neutralizing antibody ยังสามารถ interact กับ immune components อื่นๆ เช่น complement, phagocytes และ natural killer cells จึงสามารถช่วยในการกำจัดเชื้อโรค ร่วมกับ phagocytes จึงเพิ่มการกำจัดเชื้อSARS-CoV ได้อีกด้วย

 

รูปที่ 2 โครงสร้างของเชื้อไวรัส SARS-Cov-23

 

          การตรวจหาแอนติบอดีที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2 นอกจากจะตรวจหาว่าแอนติบอดีที่เกิดขึ้นว่าเป็นชนิด IgM IgG หรือ IgA แล้วนั้น neutralizing antibody จึงเป็นอีกแอนติบอดีเป้าหมายสำหรับการตรวจวิเคราะห์ทางภูมิคุ้มกันเช่นกันเพื่อสะท้อนว่าแอนติบอดีที่มีนั้นสามารถป้องกันการเข้าเซลล์จากไวรัสได้หรือไม่ จึงมีประโยชน์ในแง่ของการประเมินภูมิคุ้มกันที่เกิดขึ้นหลังจากได้รับวัคซีนได้อีกด้วย การตรวจหา neutralizing antibody สามารถทำได้หลายวิธีเช่นกันไม่ว่าจะเป็นวิธี micro neutralization test (micro NT) หรือวิธี plaque reduction NT (PRNT) ซึ่งอย่างไรก็ดีจะต้องอาศัยการเพาะเลี้ยงเชื้อในเซลล์เพาะเลี้ยงโดยใช้เวลาในการบ่มประมาณ 3-5 วัน และยังต้องทำในห้องปฏิบัติการที่มีความปลอดภัยระดับ 3 (BSL-3)5 ซึ่งอาจจะทำให้เป็นข้อจำกัดสำหรับบางห้องวิจัยที่ไม่มีอุปกรณ์และห้องปฏิบัติการในระดับ BSL-3 วิธี Surrogate Virus Neutralization test (sVNT) จึงเป็นอีกวิธีสำหรับตรวจหา neutralizing antibody ที่สะดวกสบายยิ่งขึ้นและใช้เวลาในการตรวจไม่นานประมาณ 3-5 ชั่วโมง โดยจะอาศัยหลักการการตรวจด้วยวิธี enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) ที่เราคุ้นเคยในการตรวจหา neutralizing antibodies จากตัวอย่างซีรัม/พลาสมา

          สำหรับงานทางด้านการศึกษาวิจัยนั้น สินค้าภายใต้แบรนด์ Invitrogen™ จากบริษัท Thermo Fisher Scientific ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ผลิตสินค้าที่จะใช้สำหรับตรวจหา neutralizing antibodies ที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2ได้ โดยได้นำชิ้นส่วน RBD ของเชื้อไวรัสมา Pre-coated ไว้ที่ก้นหลุมของ ELISA plate ซึ่งหลักกการสำหรับชุดน้ำยานี้จะอาศัยหลักการแบบ competitive ELISA ซึ่งจะเพิ่มความจำเพาะมากขึ้นในการตรวจหา และหากเมื่อตัวอย่างซีรัม/พลาสมานั้นมี neutralizing antibodies เกิดขึ้น แอนติบอดีจากตัวอย่างจะแย่งจับกับชิ้นส่วน RBD บนก้นเพลทแข่งกันกับแอนติบอดีของ ACE2 ที่ติดฉลากด้วย biotin ซึ่งจะเป็นตัวทำให้เกิดสีเนื่องจากจะมีการเติมเอนไซม์และซับเสตรตสำหรับการอ่านผลในลำดับถัดไป การวิเคราะห์ผลจึงอ่านผลของสีที่เกิดขึ้นแบบแปรผกผัน เช่น ถ้าตัวอย่างนั้นมี neutralizing antibodies ในปริมาณที่สูง สีที่เกิดขึ้นหลังจากใส่เอนไซม์และซับเสตรตแล้วนั้นก็จะเกิดการเปลี่ยนแปลงของสีที่เกิดขึ้นได้น้อย การรายงานผลหลังจากการคำนวณจะอยู่ในรูปแบบของ % Neutralization รายละเอียดหลักการดังแสดงในรูปที่ 3

 

รูปที่ 3 หลักการของ Invitrogen SARS-CoV-2 Neutralizing Ab ELISA Kit

 

รายละเอียดข้อมูลชุดน้ำยาสำหรับตรวจหา neutralizing antibodies ที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2 สามารถเข้าชมเพิ่มเติมได้ที่ https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/BMS2326#/BMS2326

และรายละเอียดสินค้าสำหรับการตรวจวิเคราะห์หาแอนติบอดีที่จำเพาะต่อ SARS-CoV-2 (SARS-CoV-2 Serology Assays) อื่นๆ เพิ่มเติมที่ https://www.thermofisher.com/th/en/home/lifescience/antibodies/immunoassays/coronavirus-serology-assays.html

หรือติดต่อแผนก Technical support e-mail: TAS@3nholding.com

หรือฝ่ายงาน Life Science product โทร 022748331

 

สินค้าที่เกี่ยวข้อง

Antibodies for SARS-CoV-2 Detection and Research : https://www.thermofisher.com/th/en/home/life-science/antibodies/primary-antibodies/research-area-antibodies/infectious-disease-antibodies/antibodies-covid19-detection-research.html

เอกสารอ้างอิง

1. กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข. คำแนะนำการตรวจวินิจฉัยการติดเชื้อไวรัสก่อโรคโควิด 19 ทางห้องปฏิบัติการ (SARS-CoV-2) [ออนไลน์]. 2564. แหล่งที่มา https://www3.dmsc.moph.go.th/post-view/1150  [1 สิงหาคม 2564].

2. Iwasaki, A., Yang, Y. The potential danger of suboptimal antibody responses in COVID-19. Nat Rev Immunol 20, 339–341 (2020). http:// https://doi.org/10.1038/s41577-020-0321-6

3. Bachmann, M.F., Mohsen, M.O., Zha, L. et al. SARS-CoV-2 structural features may explain limited neutralizing-antibody responses. npj Vaccines 6, 2 (2021). https://doi.org/10.1038/s41541-020-00264-6

4. Tea F, Ospina Stella A, Aggarwal A, Ross Darley D, Pilli D, Vitale D, et al. (2021) SARS-CoV-2 neutralizing antibodies: Longevity, breadth, and evasion by emerging viral variants. PLoS Med 18(7): e1003656. https://doi.org/10.1371/journal.pmed.1003656

5. กรมวิทยาศาสตร์การแพทย์ กระทรวงสาธารณสุข. แนวทางตรวจการติดเชื้อ SARS-CoV-2 (เชื้อก่อโรค COVID-19) ด้วยการตรวจแอนติบอดี [ออนไลน์]. 2563. แหล่งที่มา: https://www3.dmsc.moph.go.th/download/files/dmsc_sar.pdf [2 สิงหาคม 2564].

บทความโดย: นางสาวพัชรินทร์ ประกอบวัฒน์

ตำแหน่ง: Technical Application Specialist for Stem Cell and ELISA Products


X