芯片点样仪在疟疾保护性抗原高通量筛选与疫苗靶点挖掘中的应用

疟疾是全球重要公共卫生问题，非洲疫情尤为严重。现有疟疾疫苗保护效果有限，且效力随时间衰减。流行区人群反复感染可产生自然获得性免疫（NAI），从而控制虫血症、抵御临床发病。抗体是该免疫应答的关键介质，相较于虫体生长抑制试验，Fc 介导的抗体功能与机体保护力关联性更强。已有研究显示抗体应答广度（识别抗原的种类数量）与疟疾保护相关，但提供强效临床保护的裂殖子抗原及组合仍不明确，亟需挖掘候选抗原以支撑疫苗研发。

作者单位：肯尼亚医学研究所、帝国理工学院等

文献平台：Nature Communications

发表年份：2026年

研究对象：142 名肯尼亚成人CHMI样本；临床免疫组（CI，n=86）与非免疫组（NI，n=56）

芯片制备：ArrayJet Ultra Marathon微阵列点样仪

142 名肯尼亚成年受试者接受约 3,200 个恶性疟原虫子孢子的静脉攻毒，随访 22 天后，按虫血症与临床症状分为非免疫组NI（56 例，达治疗标准）、临床免疫组 CI（86 例，未达治疗标准）。研究采用ArrayJet 微阵列生物芯片点样仪，将 250 μg/mL 重组疟原虫蛋白双重复点方式点印在硝酸纤维素膜修饰玻片上，点样环境温度 18 ℃、湿度 50%。制备后的蛋白质芯片过夜干燥，封闭后与受试者血清孵育，再加入荧光标记抗人 IgG，最后由荧光芯片扫描仪采集和分析信号。

结果表明，两组抗体的应答差异显著，临床免疫组 CI 的抗体应答广度更大、信号更强；多数抗原与抗体之间的应答相关性较弱，强相关抗原对占比不足 10%（见下图1）。

图1：70 种 KILchip 抗原芯片的抗体反应。A 为各抗原 IgG 荧光强度，B 为抗体反应聚类热图，C 数据统计图，D 比较NI与 CI 两组识别抗原数量及平均 MFI。CI 组整体抗体反应范围更广、强度更高。

通过 5 种统计方法交叉分析筛选，鉴定出 6 个与稳定保护相关的核心抗原：MSP1、MSP11、RAMA、MSP7、PHISTB(PF3D7_1401600)、PTEX150，其编码基因多为疟原虫生长必需基因。在该队列分析中，部分双抗原、三抗原组合的预测保护效力接近 100%，其中核心抗原在高效保护组合中高频出现。

该研究利用高通量蛋白质芯片技术，筛选、鉴定出 6 个与疟疾临床保护稳定性相关的裂殖子抗原，为多价疟疾疫苗研发提供了新的候选抗原靶点；同时证实了抗体应答广度对疟疾保护具有重要作用，为后续抗原表位的解析提供理论依据。 

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-72716-x

      制备高密度的微阵列生物芯片，用于小分子化合物/蛋白质/多肽/核酸/多糖超高通量筛选

• 速度快：点样速度 711 个样品点/秒

• 通量高：单次进行 18,432 种不同样品的快速点样，具备 128 个平行喷点通道 

• 精度高：CV < 5%（可实现精准的点上点样、微型的点对点 ELISA 反应）

• 完整的环境控制模块以及防样品蒸发保护（大幅降低点样过程中样品浓度变化）

应用方向：

• 基因芯片：高通量分子互作验证、疾病功能基因检测或筛选等

• 蛋白质芯片：高通量功能蛋白质筛选、抗原表位筛选、生物靶点筛选等

• 多糖芯片：进行高通量糖功能学、糖蛋白、植物凝集素等研究等

• 小分子化合物芯片：高通量药物筛选、疾病研究、疾病标志物筛选等

• 镀金 SPRi 芯片：高通量分子互作研究等

• 微孔板芯片：高通量多重因子检测、微型 ELISA等

• 微流控芯片、生物传感器芯片：药物研发、体外诊断、生物半导体研发等

• 临床快检 POCT 芯片：抗原抗体检测、过敏原检测、病原微生物检测等