疫苗研发中的“碎片化”实验，如何实现一机破局？

目前，感染性病毒和恶性肿瘤依然是威胁人类健康和生命安全的头号“反派”，开发新型且高效的各类疫苗是医学领域正在开展的“攻坚战”，在此过程中涉及到大量的体外生物学实验，其中病毒滴度检测、中和抗体效价评估以及细胞免疫应答效果的深入分析（如ELISpot检测细胞因子分泌）作为不可或缺的关键步骤，贯穿于早期基础科学研究到最终产品生产和质量控制的每一个阶段。

经典ELISpot 实验成像分析

上述疫苗开发过程中涉及的体外生物实验通常需要依赖多台设备：正置显微镜用于ELISpot斑点成像，倒置显微镜用于病毒噬斑观察和中和实验，如果希望建立定量标准化的流程，往往需要额外的仪器支持，比如ELISpot检测仪，多功能酶标仪，自动显微镜和成像软件等。这种“碎片化”的实验模式，不仅增加实验室成本，还导致数据整合困难、效率低下。  

安捷伦Cytation7的诞生，打破了这一僵局——全球首款整合正置与倒置全自动成像模块，联合多功能检测系统，一机覆盖疫苗研发的诸多核心实验，助力科研人员“轻装上阵”，直击感染性疫苗、肿瘤疫苗等前沿领域的技术痛点。

Cytation7的核心优势：一机多能，精准高效

1. 正置成像模块  

   - ELISpotT检测的“黄金拍档”：针对PVDF膜不透光特性，Cytation7通过顶部反射光实现全孔高分辨率成像，可在5分钟内完成96孔板扫描。配合Gen5软件智能分析，可精准剔除非特异性斑点（如直径<50μm的干扰信号），提升数据可靠性。  

IL-2 & IFN-γ 双色ELISpot 分析

2. 倒置成像模块  

   - 中和抗体与病毒滴度的“双料解决方案”：倒置光路设计适配6-1536孔板的自动化成像检测，适合需要基于整孔成像的中和抗体效价评估以及病毒滴度检测，并且支持CPE形成、荧光病灶形成、抗原荧光标记等多种分析方案的建立。

Cytation7支持多种病毒滴定检测方案

3. 智能化整合与扩展性  

   - 支持与--自动化工作站，例如如BioSpa8自动化培养箱、MultiFlo FX分液器整合，通过拓展液体处理功能和提高通量来更好地支持疫苗开发环节的多项核酸检测、报告基因检测和递送系统研究，相关试验可以支持无人值守的动态监测（如基于无标记CPE的全自动TCID50分析）。 

Cytation 7 与BioSpa和MultiFlo FX整合成为CBM 系统

无标记TCID50的自动拍摄及分析由Cytation和Gen5完成，CBM系统可提供更自动化的细胞铺板、换液及培养操作

科研成果分享：从新冠到肿瘤，Cytation7的实战战绩  

案例1：鼻内或空气传播介导的减毒 SARS-CoV-2 可以保护叙利亚仓鼠免受新变种的侵害

该研究来源于美国食品药品监督管理局（FDA）下属的生物制品评估与研究中心（CBER）病毒产品部门（Division of Viral Products）的科学团队，该部门专门负责对病毒相关生物制品进行评估和研究。

在这篇研究论文中，科学团队开发了鼻内给药的新型减毒活疫苗，其中主要工作包括

• 疫苗株筛选：通过遗传减毒策略快速构建筛选体系；

• 对筛选后的疫苗株开展粘膜免疫研究：通过增强黏膜免疫反应来提高疫苗的广谱保护效果；

• 疫苗的免疫效果评价方面：科学团队发现携带BA.1和BA.5刺突的减毒病毒能增强针对特定变异体的中和抗体水平

• 疫苗安全性评价：发现Nsp1-K164A/H165A通过空气传播的效率低于野生型SARS-CoV-2，且传播后未导致哨兵仓鼠体重下降。

在这些研究工作中，Cytation7重点承担了基于荧光斑点计数的病毒滴度检测、基于免疫荧光成像法的中和抗体检测以及INF-γ的ELISpot测定。

上图：叙利亚仓鼠经 Delta 和 Omicron 变体攻击后，用 100 PFU Nsp1-K164A/H165A 鼻内免疫可显着降低上呼吸道和下呼吸道的病毒载量，其中病毒滴度评价使用Cytation7的荧光斑点计数法。

上图：Nsp1-K164A/H165A鼻内免疫诱导粘膜和全身体液免疫和细胞免疫

叙利亚仓鼠鼻内接种减毒疫苗，在 14 和 28 DPI 时对动物放血以收集血清，和支气管肺泡灌洗液 (BALF)。

采用ELISA方法检测血清种抗RBD IgAhe IgG的浓度。

Cytation7免疫荧光斑点检测计算FRNT50评价中和抗体

Cytation7顶部成像ELISpot法计算分泌IFNγ的细胞数。

案例2：纳米疫苗与肿瘤相关巨噬细胞协同靶向PD-1 实体瘤免疫疗法

本研究来源于特拉维夫大学萨戈尔神经科学学院生理学和药理学系和里斯本大学生物纳米材料学系。研究团队设计了基于多功能纳米粒子的纳米疫苗，通过聚恶唑啉（POx）-聚乳酸-乙醇酸（PLGA）共同递送肽抗原和TGF-β表达调节剂，并发现其能够调节肿瘤微环境内TAM功能并阻断PD-1，可作为癌症免疫疗法的替代方法。

研究者还发现POx-甘露糖（Man）纳米疫苗能产生抗原特异性T细胞反应，比PEG-Man纳米疫苗更有效控制肿瘤生长，因此，本研究结果体现了纳米疫苗与TAM和PD-1诱导免疫抑制结合疗法有改善实体癌患者免疫治疗效果的巨大潜力。

在以上研究工作中，Cytation7 主要承担了抗原特异性T细胞功能评估的ELISpot实验。

抗原特异性T细胞功能评估：给药第19天，C57BL/6J小鼠被安乐死，收获脾脏并分离出脾细胞进行IFN-γ ELISpot检测。使用Cytation7自动拍照并定量分析。

研究结果确认了接受Nanovaccine_siTGF-β1 + 佩西达利单抗治疗的小鼠脾细胞在MHCI/MHCII-Adpgk表位肽刺激后产生的针对Adpgk的特异性T细胞反应

案例3：鼻内纳米颗粒疫苗对结核分枝杆菌的保护性免疫

黏膜疫苗能在呼吸道病原体的进入点引发保护性免疫反应，防止初始感染，来自美国休斯敦大学化学与生物分子工程系的研究团队开发了一种基于环鸟苷酸腺苷酸（cGAMP）的脂质体配方NanoSTING作为黏膜佐剂，研究表明NanoSTING能够有效启动多因素黏膜免疫反应，为黏膜疫苗的研发提供了新方向。

实验结果显示，使用NanoSTING作为佐剂的H1抗原疫苗，在鼻内接种后能够引发强烈的T细胞反应，包括关键的肺驻留T细胞、分泌IFNγ的CD4+ T细胞和分泌IL17的CD4+ T细胞，提供与皮下接种BCG疫苗相当的免疫保护，证明了该策略在预防结核分枝杆菌感染方面的有效性。

研究团队采用Cytation7开展了NanoSTING鼻内给药后引发的抗原特异性T细胞功能评估。

鼻内给予NanoSTING-H1可在接种动物的肺和脾脏中引发针对多种抗原的强烈T细胞反应。其中INF-γ分泌采用基于Cytation7正置成像系统的自动化ELISpot方案

Cytation7 在新型疫苗开发中的多模式应用

在“后疫情时代”，疫苗研发已进入精准化、高效化赛道。安捷伦Cytation7凭借正倒置一体设计、全自动高通量成像、多场景适配性，不仅解决了传统设备的碎片化难题，更通过智能化分析为疫苗效果评价树立新标杆。无论是应对突发传染病，还是攻克癌症治疗难关，Cytation7都将成为科学家手中不可或缺的“利器”。

参考文献

Acurcio, R. C. and R. Kleiner, et al. (2024). "Intranasal Multiepitope PD-L1-siRNA-Based Nanovaccine: The Next-Gen COVID-19  Immunotherapy." Adv Sci (Weinh) 11 (40): e2404159.

Sefat, K. and M. Kumar, et al. (2024). "An intranasal nanoparticle vaccine elicits protective immunity against  Mycobacterium tuberculosis." Vaccine 42 (22): 125909.

Stauft, C. B. and P. Selvaraj, et al. (2023). "Intranasal or airborne transmission-mediated delivery of an attenuated SARS-CoV-2  protects Syrian hamsters against new variants." Nat Commun 14 (1): 3393.