以下文章来源于ACS材料X ，作者ACS Publications
英文原题：Evaluation of SARS-CoV-2 specific T cell activation with a rapid on-chip IGRA
通讯作者：宁波，胡晔，杜兰大学医学院
作者：Bo Ning (宁波), Sutapa Chandra, Juniper Rosen, Evan Multala, Melvin Argrave, Lane Pierson, Ivy Trinh, Brittany Simone, Matthew David Escarra, Stacy Drury, Kevin J. Zwezdaryk, Elizabeth Norton Christopher J. Lyon, and Tony Hu (胡晔)
背景介绍
测定病原体特异性T细胞反应率的γ干扰素释放试验（IGRAs）可以提供比特定抗体水平更可靠的保护评估，但由于其工作流程、人员和仪器要求，广泛使用的潜力有限。宁波胡晔团队开发了一种快速、敏感、多聚赖氨酸纳米层-集成微流控芯片IGRA，使用指尖全血样本，将取样到结果的时间从3天缩短至5小时。这种精简和廉价的测定也适合在资源有限的环境中对其他传染病进行高通量分析。
图1. 利用微流控芯片结合荧光信号检测抗原特异性T细胞激活
文章亮点
近日，杜兰大学宁波教授在ACS Nano上发表了利用微流控芯片快评估SARS-CoV-2抗原特异性T细胞的研究。多聚赖氨酸纳米图层辅助实现了在微流控芯片内对激活T细胞的检测，在优化了检测流程后，团队利用临床采集的PBMC和指尖全血对芯片检测抗原特异性T细胞激活的能力进行了全面评估。
图2. 检测玻片表面的激活T细胞检测
微流控芯片通常在玻璃或塑料基底上构建，但是实验比较发现在玻璃表面用PMA刺激的PBMC产生的颜色不能准确的量化。因此，团队通过用聚赖氨酸预涂检测玻片来改善PBMC的结合。并且改进了检测信号读取方法，以直接检测抗原刺激后结合在检测玻片上的PBMC中的活化T细胞，最终用γ干扰素特异性荧光抗体进行分析，成功在激活的PBMC样本中检测到强的荧光信号。
图3.用SARS-CoV-2突刺蛋白多肽库激活T细胞
团队接下来在分离出的未接种/未感染或接受过三剂疫苗的个体的PBMC样本中评估了微流控ELISpot检测的γ干扰素细胞比率。在疫苗接种组的PBMCs中如SARS-CoV-2多肽库刺激则可以检测到明显的T细胞激活。但这些PBMC被他们以前没有接触过的其他病原体（如结核病和艾滋病毒）多肽刺激后，检测到的γ干扰素阳性细胞比率与未刺激PBMC测得的比率没有区别，证明了这种激活反应被发现是病原体特异性的。
图4.使用临床PBMC样品评估微流控芯片
接下来团队在杜兰大学医院和新奥尔良儿童医院的帮助下，收集了约50份PBMC样品，这些样品包含了新冠感染，不同剂量的mRNA疫苗接种者，突破性感染等各种人群。在这项分析中，用SARS-CoV-2多肽库刺激后，PBMC样本中检测到的γ干扰素阳性T 细胞比例明显升高。并且微流控芯片检测的结果和流式细胞仪分析产生结果具有很高的相关性，在所有抗原暴露组中，通过芯片检测的γ干扰素阳性细胞的平均百分比高于流式细胞仪。
图5.使用指尖全血样品评估微流控芯片
传统ELISpot或IGRA测定需要对从>5毫升静脉血中分离的PBMCs检测，这阻碍了它们的广泛应用。因此，团队评估了芯片IGRA测定是否可以用较短的间隔时间，以及使直接使用指尖血量用于T细胞分析。结果显示，指尖全血样本在不需分离，甚至不需要裂解红细胞的情况下仍然可以检测到T细胞激活，接受第三剂新冠疫苗后人群的指尖全血样本中均可检测到抗原特异性T细胞的激活。
总结/展望
这种改良的微流控方法允许使用微量指尖全血微样快速而廉价地分析T细胞激活反应，而无需大量的设备或技术专长。这个平台可以高通量地分析T细胞对特定病原体衍生的抗原的反应，作为感染或疫苗接种后潜在免疫力的衡量标准。因此，这种新方法可以广泛作为临床快速诊断（如结核）或评估现有和新出现的传染病的疫苗有效性的研究。
相关论文发表在ACS Nano上，宁波教授为文章的第一作者，宁波和胡晔教授为共同通讯作者。
通讯作者信息：
宁波 杜兰大学医学院
宁波博士，2012年于北京大学和中国科学院国家纳米中心获得博士学位，期间从事血液疾病的表观遗传学和纳米材料研究。随后于休斯顿卫理公会研究所从事博士后研究，研究方向涵盖T细胞的免疫治疗，干细胞发育和CIRPSR 基因编辑。2019年9月入职杜兰大学生化系担任助理教授，同时附属于杜兰大学细胞和分子诊断中心（Tulane University Center for Cellular and Molecular Diagnostics）。研究领域包括，SARS-CoV-2及其变种病毒CRISPR的诊断，结核病诊断和抗药性分析，疫苗，传染病和癌症的T细胞应答，以及其他传染疾病的快速诊断和胰腺癌，肺癌，乳腺癌的早期诊断，治疗监测和预后分析。迄今以第一作者身份或通讯作者在Nature Nanotechnology, Nature Communications, Science Advances, Cell Reports Methods, JCI, JBC等期刊发表多篇论文。
转自：“ACS美国化学会”微信公众号
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