高通量病毒滴度检测新方法:基于MTS比色法的猪呼吸道冠状病毒与牛α疱疹病毒1型替代模型验证

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Biology Methods and Protocols 2.5

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  本研究针对传统病毒滴度检测方法(如TCID50 和PFU)耗时耗力、主观性强等局限,开发了一种基于MTS比色法的高通量筛选(HTS)检测技术。通过猪呼吸道冠状病毒(PRCV)和牛α疱疹病毒1型(BoHV-1)两种替代病毒模型验证,证实该方法在100-2000 TCID50 /ml和500-106 PFU/ml范围内具有优异线性关系,为抗病毒药物筛选和病毒灭活研究提供了快速、客观的新工具。

  

在病毒学研究领域,准确测定病毒滴度是评估样本感染性的关键步骤。传统方法如终点稀释法(ED)和空斑形成单位(PFU)检测虽被视为金标准,却存在明显短板——需要5-12天的漫长等待,依赖操作者主观判断,且难以应对大规模筛查需求。更棘手的是,这些方法无法量化不形成明显细胞病变(CPE)的病毒。面对这些瓶颈,比利时那慕尔大学的研究团队在《Biology Methods and Protocols》发表创新成果,将细胞生物学常用的MTS比色法改造为病毒滴度检测利器。

研究团队采用三步法突破技术壁垒:首先优化细胞培养参数(ST和MDBK细胞密度分别设定为6000/10000个/孔),随后建立病毒剂量-代谢活性响应曲线(72h/48h感染后检测),最后通过终点稀释法和空斑试验双验证。特别值得注意的是,该方法利用线粒体脱氢酶将黄色MTS试剂转化为棕色甲臜的特性,通过490nm吸光度定量反映存活细胞数量,从而间接推算病毒滴度。

案例研究验证可靠性
在PRCV-ST细胞模型中,72小时感染后呈现100-2000 TCID50
/ml的完美线性范围(R2
=0.98),而BoHV-1-MDBK系统则在500-106
PFU/ml区间表现优异。与传统方法相比,MTS法将检测时间从7天压缩至4天,且Z'因子达0.72(PRCV)和0.40(BoHV-1),证实其筛选可靠性。

实际应用展示潜力
在病毒表面存活实验中,不锈钢、丙烯酸玻璃和铝合金的D90
值(90%病毒灭活时间)测定结果与传统方法高度吻合。例如不锈钢表面病毒存活时间,ED法为12.68±1.98h,而MTS法为15.94±1.72h。抗病毒药物测试环节更凸显其优势——阿昔洛韦对BoHV-1的EC50
仅需32.8μM,且全程检测比PFU法提前24小时完成。

这项研究的突破性在于将成熟的细胞活力检测方法创造性转化为病毒定量工具。虽然存在不能检测非CPE病毒、线粒体应激可能干扰结果等局限,但其高通量(单次可处理80个样本)、自动化潜力以及连续数据输出的特点,为抗病毒材料研发、药物筛选等时间敏感型研究提供了变革性解决方案。正如作者Valentin Job强调的,该方法特别适合生物安全三级以上实验室的快速筛查需求,为应对未来疫情爆发提供了新的技术储备。

讨论部分深入剖析了技术优势:相较于传统二元判读(感染/未感染),MTS法提供连续量化数据;省略系列稀释步骤使操作误差降低;且兼容多种病毒-宿主系统(需单独校准)。研究也客观指出,代谢活性检测可能低估实际感染率,且最佳检测窗口需根据病毒复制周期调整。这些发现为建立标准化病毒滴度检测流程奠定了重要基础,尤其对需要快速评估消毒剂效果或抗病毒药物效价的场景具有特殊价值。

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