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综述:PRNT的演进:融合传统与创新,树立自动化时代的金标准
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月12日 来源:Human Vaccines & Immunotherapeutics 4.1
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这篇综述系统探讨了(PRNT)技术在抗体中和活性检测领域的金标准地位,详细分析了其高灵敏度与特异性优势,同时指出人工操作耗时、结果易受主观影响等局限性。文章重点阐述了自动化技术(如ImmunoSpot、ScanLab等系统)在提升检测通量、标准化数据采集方面的突破性进展,并探讨了机器学习(ML)在病毒斑图像分析中的应用前景。
ABSTRACT
作为中和抗体(nAbs)定量检测的金标准,空斑减少中和试验(PRNT)凭借其高灵敏度和特异性,在血清流行病学研究和疫苗开发中发挥着关键作用。然而,该技术面临操作繁琐、依赖专业人员、人工计数易产生偏差等挑战,这些因素制约了其重现性和实验室间标准化。本文综述了PRNT工作流程自动化的最新进展,探讨了成本与监管框架对技术推广的影响,指出开发适配不同实验室场景的定制化硬件与软件对维持PRNT在免疫评估中的核心地位至关重要。
Plaque reduction neutralization test (PRNT)
1950年代由Dulbecco和Cooper建立的病毒斑技术,通过半固体培养基中形成的溶菌斑来研究病毒特性。如今PRNT已成为检测黄热病、寨卡、登革热乃至SARS-CoV-2等病毒中和抗体的标杆方法。尽管针对SARS-CoV-2的保护性抗体阈值尚未明确,但nAbs定量对疫情监测、免疫评估和疫苗接种策略制定具有重要指导价值,这在COVID-19大流行期间得到充分验证。
The gold-standard limitations
PRNT的瓶颈主要体现在三个方面:首先,6/24孔板格式限制通量,96孔板微量化虽能提升效率但普及不足;其次,实验参数(细胞系、病毒株、孵育时间等)缺乏统一标准;再者,人工计数易受疲劳和主观判断影响。针对黄病毒属等病原体的交叉反应,通常采用四倍滴度差异阈值来区分特异性反应。虽然新兴比色法、流式细胞术等替代方法不断涌现,PRNT仍凭借其不可替代的准确性稳居疫苗临床试验的核心评估手段。
Culture of automation
工业领域早已验证自动化对生产效率的增益,但在生命科学研发中渗透率仍不足。数据显示89%的手工操作存在自动化替代方案,而PRNT正是最需技术改造的典型场景。自动化设备虽初期投入较高,但通过确保数据可追溯性(符合ALCOA+原则)、减少50%以上的实验变异,能显著降低科研不可重复性导致的年均280亿美元损失。
Automation advancements in PRNT
技术革新主要沿三个维度展开:
The state of art for the classic one
技术演进路线图生动展现了从1950年代简易光学显微镜到2023年无透镜全息系统的跨越:
伪病毒中和试验(PNA)作为重要补充方案,通过携带报告基因(如荧光素酶)的病毒样颗粒,既保持野生型病毒的中和特性,又能在低生物安全等级实验室开展高通量检测。
Conclusion
PRNT的持续进化需要平衡技术创新与实用性的关系:一方面,模块化自动化设备比尖端技术更易普及;另一方面,AI图像处理虽提升效率但需建立配套监管体系。通过融合微流控、机器学习等跨学科技术,这个拥有70年历史的方法将继续领跑中和抗体检测领域,为疫苗研发和传染病防控提供不可替代的技术支撑。
(注:全文严格基于原文事实,专业术语如PRNT50、TCID50等均按原文格式标注,去除了所有文献引用标记和图表指示符)
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