高通量多物种BLI-ISA技术平台：替代间接ELISA的疫苗开发新策略

本研究针对传统ELISA法在疫苗开发中存在的耗时长、操作繁琐等问题，开发了一种基于生物层干涉免疫吸附测定(BLI-ISA)的高通量多物种平台。该技术通过实时监测抗原-抗体结合响应值(nm)，在30–40分钟内即可获得与ELISA终点滴度高度一致的结果(R2>0.93)，显著提升了疫苗抗体效价评估效率。

　　

在疫苗研发领域，抗体效价的评估是衡量免疫效果的核心环节。长期以来，酶联免疫吸附测定（ELISA）一直是检测抗原特异性抗体的金标准技术。然而，传统ELISA方法存在明显局限性：其操作流程繁琐，需经历抗原包被（通常需过夜）、封闭、血清孵育、多次洗涤、酶标二抗结合及底物显色等多重步骤，全程耗时长达4–6小时。此外，该方法严重依赖人工操作，不仅效率低下，还容易引入误差，成为高通量疫苗筛选的瓶颈。

为解决这一问题，研究者尝试将生物层干涉技术（Biolayer Interferometry, BLI）引入免疫检测领域。BLI是一种基于光学原理的生物传感技术，通过实时监测生物传感器表面分子结合引起的干涉光波长偏移（单位：nm），无需标记即可动态反映结合过程。尽管BLI在动力学分析中已有应用，但其能否替代ELISA进行可靠的抗体定量仍需系统验证，尤其是需建立标准化实验方案以确保结果的可比性与重现性。

在此背景下，研究团队开发了生物层干涉免疫吸附测定（BLI-ISA）平台，并对其在多物种疫苗抗体检测中的适用性进行深入评估。该研究发表于《Journal of Immunological Methods》，旨在为疫苗开发提供一种快速、可靠且高通量的替代方案。

本研究采用以下关键技术方法：

1. 1.

   使用Ni-NTA生物传感器捕获组氨酸标签（His-tag）抗原（如来自 Pseudomonas aeruginosa 的PcrV蛋白和 Shigella flexneri 的IpaB蛋白）；

2. 2.

   通过Octet BLI系统实现自动化实时检测，包括抗原加载、血清样本孵育及HRP标记二抗结合等步骤；

3. 3.

   利用来自小鼠、大鼠、兔和豚鼠的免疫血清样本（源自已获伦理批准的疫苗研究项目）进行多物种验证；

4. 4.

   通过线性范围测试确定BLI-ISA的有效检测窗口（0.25–1.5 nm），并与传统ELISA终点滴度（ELISA Units, EU）进行相关性分析。

研究结果

2.1. BLI-ISA与ELISA结果高度一致

across鼠、大鼠、兔和豚鼠四种物种的血清样本中，BLI-ISA检测的结合响应值（nm）与ELISA终点滴度表现出强相关性（R²值介于0.7326–0.9768）。尽管在高抗体浓度区间存在信号压缩现象（例如小鼠样本5的ELISA滴度为样本4的3倍，但BLI信号仅高1.3倍），但整体趋势一致，证明BLI-ISA可有效替代ELISA进行相对定量比较。

2.2. BLI-ISA的线性响应范围

通过血清稀释系列实验发现，BLI-ISA的结合响应值在0.25–1.5 nm范围内与抗体浓度呈线性关系（R²>0.99）。将数据限定于此线性区间后，BLI-ISA与ELISA的相关性显著提升（小鼠和大鼠数据的R²分别从0.73提高至0.93和0.98）。这表明优化样本稀释度是确保结果准确性的关键。

结论与讨论

本研究证实BLI-ISA是一种高效、可靠的ELISA替代方案，其优势突出体现在三个方面：

第一，显著提升检测效率。BLI-ISA将检测时间从ELISA的4–6小时缩短至30–40分钟，且流程自动化程度高，减少了人工操作误差。

第二，支持多物种应用。该平台在小鼠、大鼠、兔和豚鼠血清中均表现良好，说明其适用于广泛疫苗研发场景。

第三，数据解析简便。直接采用结合终点响应值（nm）而非拟合斜率进行分析，避免了复杂的数据处理过程。

然而，该技术目前仍存在一些局限：其一，依赖His标签抗原，限制了其在多糖抗原或未修饰蛋白中的应用；其二，Ni-NTA生物传感器的重复使用性较低，可能增加大规模实验成本。未来可通过Streptavidin（SA）或胺反应传感器（AR2G）等替代方案拓展抗原兼容性。

总体而言，BLI-ISA平台为疫苗开发中的抗体筛查提供了强有力的工具，尤其适合需快速评估免疫效果的高通量研究。其能力与传统ELISA相当，但效率和自动化程度显著提升，有望成为疫苗领域的新标准检测方法。