CN1548054A - 预防或治疗sars冠状病毒的药物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供预防或治疗SARS冠状病毒的药物,利用SARS冠状病毒RNA转录和复制途径特异性酶的全部RNA序列,制备而得siRNA药物以及利用特殊质粒载体,插入小段编码发夹结构RNA的DNA模板后,转染细胞内转录出的发夹结构RNA,在胞内siRNA机制中发挥作用,制备而得RNAi药物。上述两类药物均具有无毒性、高效性、特异性和长期稳定性,施用适当剂量的该药物可以预防和治疗SARS冠状病毒,是一种能够快速有效控制SARS冠状病毒的新药。
Description
技术领域
本发明涉及预防或治疗SARS冠状病毒的药物,尤其是涉及利用RNA干扰技术制备的预防或治疗SARS冠状病毒的药物。
背景技术
目前被称为非典型肺炎的严重急性呼吸综合征(Severe Acute RespiratorySydrome,SARS)在中国和世界范围内一些地区肆意横行,如何对抗SARS感染,挽救生命已经成为全世界所关注的焦点问题。许多专家学者已经积极投身于针对病原体SARS冠状病毒的疫苗的研制工作中,以期望能够尽快找到控制SARS的手段。但是疫苗的研制不仅需要较长时间,而且已经证实SARS冠状病毒存在不同的变种,这种变异特性必将增加疫苗研制的难度和周期,并降低其治疗的有效性。因此当务之急是寻求一种能够快速有效控制SARS的新方法。
RNA干扰技术,是近年来生物学领域中出现的一门新兴技术,它的出现为整个生物医学领域带来了一场新的变革。利用长度为19-21bp的双链RNA(dsRNA),可以选择性降解与其序列同源的mRNA,有效抑制特定基因的表达。由于RNA干扰技术具有特异性阻断体内特定基因表达的特点,因而该技术可以作为抵御病毒等病原微生物感染的一种新型治疗手段,具有广阔的应用前景。大量研究表明,利用RNA干扰技术可以有效控制HIV病毒、脊髓灰质炎病毒和流感病毒等病原微生物对细胞的感染。
目前鉴于引起SARS的冠状病毒基因测序已经完成,应用RNA干扰技术可能是现阶段对抗该病毒感染,快速控制疾病进程最为有效的方式。RNA指导的RNA聚合酶是SARS冠状病毒在感染细胞内进行复制所必需的。设计并合成特异性针对编码该聚合酶基因序列全长的多种dsRNA,并将其同时导入患者体内,可以选择性降解该酶的mRNA,阻断其蛋白表达,使SARS冠状病毒在感染细胞中无法完成复制过程,从而切断病原体在体内的代谢途径,有效控制疾病进程。由于引起SARS的冠状病毒是RNA病毒,而设计的dsRNA与病毒的v-RNA和c-RNA都具有序列同源性,因而采用RNA干扰手段,有可能直接引发病毒v-RNA和c-RNA的降解,从而在根本上清除感染细胞中的病毒。
采用RNA干扰技术治疗SARS具有如下优点:首先,由于所设计的多种dsRNA几乎含盖编码该酶基因序列的全长,以及RNA干扰技术自身所具有的特点,因而这种方法具有高效性,特异性;第二,由于SARS冠状病毒的RNA聚合酶在不同变种间具有高度保守性,这一特点可以保证该治疗方式不会因为变异株的出现而影响其疗效,确保该种方法具有长期有效性;第三,由于所合成的dsRNA在序列上与人不存在任何同源性,以及RNA自身的属性,该种治疗不会给患者带来毒副作用,使用安全可靠。另外,目前合成dsRNA化学方法或生物方法都已经十分成熟,并且整个合成过程周期短,产品质量稳定。鉴于RNA干扰技术具有以上特点,我们认为目前研制和开发治疗SARS的dsRNA药物不但具有实际可操作性而且拥有良好的应用前景。
目前国内外的研究已证明了SARS冠状病毒的基因序列。鉴于国外已投入大量人力和物力研制抗SARS的siRNA(short interfering RNAs),我们的研究目标是以能够快速投入临床应用为目的,研发具有抗SARS病毒的准确性和安全性的药物。依据国外研究的最新成果,快速且行之有效的技术是采用siRNA技术。以往采用siRNA技术抗病毒的研究成果,已为本发明的抗SARS冠状病毒药物提供了可实施的技术路线。
发明内容
本发明的目的在于提供预防或治疗SARS冠状病毒的药物,其为含有抗SARS冠状病毒转录和复制的聚合酶的siRNA药物(Anti-SARS coronavirussiRNAs),或者包含该siRNA药物中的全部RNA序列的RNAi(interfering RNA)药物。本发明还提供了预防或治疗SARS冠状病毒的方法,包括施用有效剂量的上述药物,可以用来预防或治疗有可能以及已经感染SARS冠状病毒的相关人群。
本发明原理在于特异性siRNA针对病毒基因组保守序列,抑制病毒的mRNA。针对病毒的mRNA、病毒的nucleocapsid(NP)、病毒RNA转录酶(RNAtranscriptase,PA)、病毒的virion RNA以及互补RNA(complementary RNA)。设计并制备含特异siRNA的质粒,并将此质粒转入选定的靶细胞进行抗SARS病毒的研究。通过特异性抑制病毒的NP和PA转录和复制途径,最终为人类供治疗和预防SARS病毒感染提供快速便宜的有效药物。
本发明提供抗SARS冠状病毒的siRNA药物,其具体技术方案如下:根据NCBI(National Center for Biotechnology,美国生物信息中心)在GenBank提供的SARS冠状病毒的RNA聚合酶序列(AY268070,Hong Kong Strain completeseq of polymerase),合成抗SARS冠状病毒转录和复制的RNA聚合酶的全部RNA寡核苷酸,混合克分数相等的互补寡核苷酸,进行加热,退火,然后进行RNA寡核苷酸修饰,制备互补双链(24对,见序列表1),进行siRNA双向分析鉴定,得到最后的产物。
该药物可以是包括序列表中的全部或部分RNA,加入培养基、脂质体等,经过混合处理,制备而成的混合物。
本发明提供另一种抗SARS冠状病毒的经过质粒包装的RNAi药物,其具体技术方案如下:
合成抗SARS冠状病毒RNA聚合酶的全部siRNA寡核苷酸(24对),插入小段编码发夹结构RNA的DNA模板片段,然后混合克分数相等的互补寡核苷酸(complementary oligonucleotides),按照合成siRNA药物中加热和退火的步骤进行,制备而得互补双链(24对,见序列表2)。
pSilencer 1.0-U6质粒(由Ambion公司提供)进行酶消化,纯化并稀释纯化的DNA,用上述双链寡核苷酸插入片段和消化好的1.0-U6质粒DNA连接,在室温下孵育过夜,得到装载后的pSilencer 1.0-U6质粒。同时制备不含插入片段的空载质粒做阴性对照。本发明中的质粒并不仅限于使用该质粒,可以适用本技术领域中相关技术人员熟知的其他质粒进行。
按照常规方法制备E.coli的感受态,将上述连接好的质粒转入E.coli并接种在LB皿中37℃过夜,挑出克隆并摇菌扩增,提质粒并用HindIII酶切鉴定,阳性克隆进一步用T3引物测序鉴定,大量扩增并纯化阳性质粒,得到最后的产物。
该药物pSilencer 1.0-U6质粒可以携带全部或部分序列表中RNA的混合物。
对该质粒抗SARS病毒效果可以通过感染病人标本中提取SARS冠状病毒RNA全长,反转录为cDNA,在上述制备的cDNA样品中,通过PCR技术筛选出SARS冠状病毒RNA聚合酶全长,纯化、测序、扩增。重组真核表达质粒,转染人上皮细胞系。再利用药物选择向靶细胞中转染含特异siRNA的双链RNA片断(经脂质体包装有混合处理)或特异性RNAi质粒(经混合处理),使细胞内含有效量siRNA,从而达到抑制病毒的mRNA的目的,测定病毒滴度鉴定抑制病毒效果,从而选择出最佳剂量和用药方案。也可以进行相关的动物试验,将动物接种SARS冠状病毒,然后注射双链RNA片断(经脂质体包装有混合处理)或特异性RNAi质粒(经混合处理),观察症状并检测病毒。
本发明还可以采用含有该siRNA或RNAi的多肽药物用于治疗。
本发明具有如下的技术优势:
1.由于该方案设计是针对SARS冠状病毒RNA转录和复制途径特异性的RNA聚合酶的全部RNA序列制备的抗SARS冠状病毒siRNA药物,具有抗病毒感染高效,且RNA药物对人体无害安全和可靠,所以尽管成本高,但是可以快速投入临床应用。
2.利用质粒携带抗SARS冠状病毒RNA转录和复制途径特异性RNA聚合酶的全部RNA序列的RNAi药物,不但具有抗病毒感染高效、安全和可靠的特性,且更具有价格便宜,可应用性强的优势。但由于携带基因的质粒载体是否有一定副作用,尚需药物疗效和毒理实验。
3.目前对SARS冠状病毒的研究多注重该病毒的基因序列的易变性。由于该病毒结构的不稳定性,为SARS病毒的诊断和治疗带来巨大的困惑。本项研究的创新性在于设计的siRNA不仅针对SARS的mRNA,而且特异性阻断病毒RNA的转录和复制的RNA聚合酶。无论该病毒结构多么不稳定,从切断其代谢途径入手,研发的RNA药物将有巨大的治疗和预防的应用前景。
序列表1,是抗SARS冠状病毒转录和复制RNA聚合酶的全部siRNA核苷酸序列,共24对,按照相关数字一一对应。
序列表2,是抗SARS冠状病毒转录和复制RNA聚合酶的全部RNA核苷酸序列,共24对,按照相关数字一一对应。
提供以下实施例对本发明进行详细阐述,但并不限制本发明的范围。
具体实施方式
实施例1.抗SARS冠状病毒的siRNA药物的制备
根据NCBI在GenBank提供的SARS冠状病毒的序列(AY268049),合成抗SARS冠状病毒转录和复制聚合酶的全部RNA寡核苷酸,混合克分数相等的互补寡核苷酸,进行加热,5分钟内加热到95℃,然后慢慢退火,1℃/30sec,直到35℃,然后,1℃/min,直到5℃,然后进行RNA寡核苷酸修饰,制备互补双链(24对,见序列表1),进行siRNA双向分析鉴定,得到siRNA药物。
实施例2.抗SARS冠状病毒RNAi药物的制备
合成抗SARS冠状病毒转录和复制聚合酶的全部siRNA寡核苷酸(24对),插入片段,然后混合克分数相等的互补寡核苷酸,按照实施例1中加热和退火的步骤进行,制备而得互补双链(24对,见序列表2)。
pSilencer 1.0-U6质粒(由Ambion公司提供)Apa I EcoR I酶消化,1%agarose胶纯化并稀释纯化的DNA到0.5μg/μl,用上述双链寡核苷酸插入片段(8ng/μl)和消化好的1.0-U6质粒(500ng)DNA连接(T4 DNA连接酶),在室温下孵育过夜,得到装载后的pSilencer 1.0-U6质粒。同时制备不含插入片段的空载质粒做阴性对照。
按照常规方法制备E.coli的感受态,将上述连接好的质粒转入E.coli并接种在LB皿中37℃过夜,挑出克隆并摇菌扩增,提质粒并用HindIII酶切鉴定,阳性克隆进一步用T3引物测序鉴定,大量扩增并纯化阳性质粒,得到RNAi药物。
实施例3.SARS冠状病毒检测
分离已经确诊感染SARS病毒的病人体内的SARS冠状病毒,将其注射到10天胚龄的鸡胚尿囊腔(37℃)中,48小时后,收获尿囊液(-80℃保存),然后采用红血球凝聚或噬斑测定病毒滴度。
实施例4.细胞培养和病毒转染
将SARS冠状病毒易感真核细胞系培养,进行siRNA转导,然后测定病毒滴度。
实施例5.SARS冠状病毒和anti-SARS siRNA共同接种鸡胚,检测抗感染效果研究
24对anti-SARS siRNA进行混合处理,然后混入SARS病毒浠释液,接种入10天胚龄的鸡胚尿囊腔,37℃下,17小时后收获尿囊液,测定病毒滴度。检测anti-SARS siRNA抗SARS病毒的效果,可以通过Real Time PCR鉴定或Western印迹实验鉴定的方法进行,从而确定该药物对SARS冠状病毒的抗感染效果。
实施例6.预先anti-SARS siRNA接种鸡胚,后SARS感染,检测预防效果研究
将24对anti-SARS siRNA混合处理,接种10天胚龄的鸡胚尿囊腔,24小时后加入SARS病毒浠释液,保持37℃,17小时,然后收获尿囊液,测定病毒滴度。检测anti-SARS siRNA预防SARS病毒感染的效果,可以通过Real Time PCR鉴定或Western印迹实验鉴定的方法进行,从而确定该药物对SARS冠状病毒的预防作用。
实施例7.预先SARS感染,进行anti-SARS siRNA接种,检测治疗效果研究
使用SARS病毒稀释液感染10天胚龄的鸡胚尿囊腔,48小时后收获尿囊液,测定病毒滴度。混合处理24对anti-SARS siRNA,保持37℃,17小时后收获尿囊液,测定病毒滴度。检测anti-SARS siRNA治疗SARS病毒感染的效果,可以通过RealTime PCR鉴定或Western印迹实验鉴定的方法进行,从而确定该药物对SARS冠状病毒的治疗作用。
实施例8.临床应用药物剂型的研制
SARS病毒感染纯系鼠科实验动物,使用不同剂量anti-SARS siRNA抗SARS病毒感染试验,确定最佳的剂量之后,针对SARS为呼吸道感染特性制备anti-SARS siRNA喷雾剂型。
实施例9.RNAi药物抗SARS病毒效果检测
SARS冠状病毒感染人上皮细胞系或通过感染病人标本中提取SARS冠状病毒RNA全长,反转录为cDNA,在上述制备的cDNA样品中,通过PCR技术筛选出SARS冠状病毒RNA聚合酶全长,纯化、测序、扩增。重组真核表达质粒,转染人上皮细胞系,进行培养,将纯化好的质粒转染细胞,测定病毒滴定,鉴定抑制病毒的效果,选择最佳剂量和用药方案。
实施例10.质粒毒理病毒试验
将实施例2中的空质粒和纯化好的装载质粒分别注射动物,测量办致死剂量,并观察有无其他副作用,进行对照。实验按照国家有关标准进行。
序列表1
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<210>9B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>18
AATTAAAAAA CATCATCCGG TGATGCTACT CTCTTGAAGT40
AGCATCACCG GATGATGGGC C 61
<210>10A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>19
CTGCTTATGC TAATAGTGTT TCAAGAGAAC ACTATTAGCA TAAGCAGTTT
TTT 53
<210>10B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>20
AATTAAAAAA CTGCTTATGC TAATAGTGTT CTCTTGAAAC40
ACTATTAGCA TAAGCAGGGC C 61
<210>11A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>21
TAGTGTCTTT AACATTTGTT TCAAGAGAAC AAATGTTAAA40
GACACTATTT TTT 53
<210>11B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>22
AATTAAAAAA TAGTGTCTTT AACATTTGTT CTCTTGAAAC40
AAATGTTAAA GACACTAGGC C 61
<210>12A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>23
CATTTGTCAA GCTGTTACAT TCAAGAGATG TAACAGCTTG40
ACAAATGTTT TTT 53
<210>12B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>24
AATTAAAAAA CATTTGTCAA GCTGTTACAT CTCTTGAATG40
TAACAGCTTG ACAAATGGGC C 61
<210>13A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>25
GCTGTTACAG CCAATGTAAT TCAAGAGATT ACATTGGCTG TAACAGCTTT
TTT 53
<210>13B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>26
AATTAAAAAA GCTGTTACAG CCAATGTAAT CTCTTGAATT40
ACATTGGCTG TAACAGCGGC C 61
<210>14A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>27
TGTAAATGCA CTTCTTTCAT TCAAGAGATG AAAGAAGTGC40
ATTTACATTT TTT 53
<210>14B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>28
AATTAAAAAA TGTAAATGCA CTTCTTTCAT CTCTTGAATG40
AAAGAAGTGC ATTTACAGGC C 61
<210>15A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>29
ATGCACTTCT TTCAACTGAT TCAAGAGATC AGTTGAAAGA40
AGTGCATTTT TTT 53
<210>15B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>30
AATTAAAAAA ATGCACTTCT TTCAACTGAT CTCTTGAATC40
AGTTGAAAGA AGTGCATGGC C 61
<210>16A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>31
CTGATGGTAA TAAGATAGCT TCAAGAGAGC TATCTTATTA40 CCATCAGTTT
TTT 53
<210>16B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>32
AATTAAAAAA CTGATGGTAA TAAGAAGCT CTCTTGAAGC40 TATCTTATTA
CCATCAGGGC C 61
<210>17A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>33
TAAGATAGCT GACAAGTATT TCAAGAGAAT ACTTGTCAGCT ATCTTATTT
TTT 53
<210>17B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>34
AATTAAAAAA TAAGATAGCT GACAAGTATT CTCTTGAAAT40
ACTTGTCAGC TATCTTAGGC C 61
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<212>RNA
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<400>35
GATAGCTGAC AAGTATGTCT TCAAGAGAGA CATACTTGTC40
AGCTATCTTT TTT 53
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<212>RNA
<213>人
<400>36
AATTAAAAAA GATAGCTGAC AAGTATGTCT CTCTTGAAGA40
CATACTTGTC AGCTATCGGC C 61
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<212>RNA
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<400>37
GTATGTCCGC AATCTACAAT TCAAGAGATT GTAGATTGCG40
GACATACTTT TTT 53
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<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>38
AATTAAAAAA GTATGTCCGC AATCTACAAT CTCTTGAATT40
GTAGATTGCG GACATACGGC C 61
<210>20A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>39
TCTACAACAC AGGCTCTATT TCAAGAGAAT AGAGCCTGTG40
TTGTAGATTT TTT 53
<210>20B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>40
AATTAAAAAA TCTACAACAC AGGCTCTTT CTCTTGAAAT40
AGAGCCTGTG TTGTAGAGGC C 61
<210>21A
<211>53
<212>RNA
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<400>41
CACAGGCTCT ATGAGTGTCT TCAAGAGAGA CACTCATAGA40
GCCTGTGTTT TTT 53
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<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>42
AATTAAAAAA CACAGGCTCT ATGAGTGTCT CTCTTGAAGA40
CACTCATAGA GCCTGTGGGC C 61
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<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>43
ATAGGGATGT TGATCATGAT TCAAGAGATC ATGATCAACA40 TCCCTATTTT
TTT 53
<210>22B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>44
AATTAAAAAA ATAGGGATGT TGATCATGAT CTCTTGAATC40
ATGATCAACA TCCCTATGGC C 61
<210>23A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>45
TTCGTGGATG AGTTTTACGT TCAAGAGACG TAAAACTCAT40
CCACGAATTT TTT 53
<210>23B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>46
AATTAAAAAA TTCGTGGATG AGTTTTACGT CTCTTGAACG40
TAAAACTCAT CCACGAAGGC C 61
<210>24A
<211>53
<212>RNA
<213>人
<400>47
ACATTTCTCC ATGATGATTT TCAAGAGAAA TCATCATGGA40
GAAATGTTTT TTT 53
<210>24B
<211>61
<212>RNA
<213>人
<400>48
AATTAAAAAA ACATTTCTCC ATGATGATTT CTCTTGAAAA40
TCATCATGGA GAAATGTGGC C 61
Claims (8)
1、一种预防或治疗SARS冠状病毒的药物,其特征在于该药物为抗SARS冠状病毒转录和复制RNA聚合酶的siRNA药物,该药物含有序列表1中列举的RNA。
2、一种预防或治疗SARS冠状病毒的RNA药物,其特征在于该药物为抗SARS冠状病毒转录和复制RNA聚合酶的RNAi药物,该药物含有序列表2中列举的RNA。
3、权利要求2中所述的RNA药物,其特征在于该药物包含的序列表2中的RNA序列,是根据权利要求1中所述序列表1中全部RNA进行质粒包装后而得到的序列。
4、权利要求1中的药物,其特征在于可以是包括全部或部分序列表1中列举RNA的混合物。
5、权利要求2中的药物,其特征在于可以是包括全部或部分序列表2中列举RNA的混合物。
6、一种预防或治疗SARS冠状病毒的方法,它包括施用有效剂量的权利要求1的药物。
7、一种预防或治疗SARS冠状病毒的方法,它包括施用有效剂量的权利要求2的药物。
8、权利要求1或权利要求2中所述的药物,其特征在于可以制备成喷雾剂的形式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNA031251722A CN1548054A (zh) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 预防或治疗sars冠状病毒的药物 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNA031251722A CN1548054A (zh) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 预防或治疗sars冠状病毒的药物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1548054A true CN1548054A (zh) | 2004-11-24 |
Family
ID=34321842
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA031251722A Pending CN1548054A (zh) | 2003-05-08 | 2003-05-08 | 预防或治疗sars冠状病毒的药物 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1548054A (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2298887A1 (en) * | 2004-12-30 | 2011-03-23 | Agency for Science, Technology and Research | Chinese hamster apoptosis-related genes |
CN105121645A (zh) * | 2013-02-05 | 2015-12-02 | 乔治亚大学研究基金公司 | 用于病毒生产的细胞系和使用方法 |
CN111074011A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-04-28 | 圣湘生物科技股份有限公司 | 检测引起呼吸道感染的病毒并分型的组合物、试剂盒、方法及其用途 |
-
2003
- 2003-05-08 CN CNA031251722A patent/CN1548054A/zh active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2298887A1 (en) * | 2004-12-30 | 2011-03-23 | Agency for Science, Technology and Research | Chinese hamster apoptosis-related genes |
CN105121645A (zh) * | 2013-02-05 | 2015-12-02 | 乔治亚大学研究基金公司 | 用于病毒生产的细胞系和使用方法 |
CN111074011A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-04-28 | 圣湘生物科技股份有限公司 | 检测引起呼吸道感染的病毒并分型的组合物、试剂盒、方法及其用途 |
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |