福尔马林灭活SARS-CoV-2疫苗在仓鼠模型中诱导Th2偏向免疫应答与加速肺部病理损伤的研究

【字体: 时间:2025年07月06日 来源:npj Vaccines 7

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  本研究针对COVID-19疫苗安全性评估中的关键问题——疫苗相关疾病增强(VAED)风险,通过叙利亚仓鼠模型系统评估了福尔马林灭活全病毒(FIWV)疫苗的免疫病理效应。研究人员发现单次高剂量接种虽未加重临床症状,但导致感染后早期(2-5天)肺部病理损伤加速进展,伴随IL-4/IL-13等Th2细胞因子显著上调。该研究为疫苗安全性评估提供了重要动物模型,证实传统灭活疫苗可能诱发短暂Th2型免疫偏移,对新型疫苗研发具有警示意义。

  

疫苗安全性的警钟:灭活疫苗如何改变肺部免疫战场
当全球科学家争分夺秒研发COVID-19疫苗时,一个历史阴影始终萦绕在研究者心头——上世纪60年代福尔马林灭活呼吸道合胞病毒(RSV)疫苗的惨痛教训:接种儿童在自然感染后出现严重的肺部免疫病理反应。这种被称为疫苗相关疾病增强(VAED)的现象,是否会重现在SARS-CoV-2疫苗时代?荷兰瓦赫宁根生物兽医研究所的Rineke de Jong团队在《npj Vaccines》发表的研究,通过严谨的动物实验给出了重要答案。

研究采用叙利亚仓鼠模型,通过两次独立实验系统评估了铝佐剂福尔马林灭活全病毒(FIWV)疫苗的潜在风险。实验设计包含剂量梯度(0.5μg vs 5μg)和免疫程序(单次vs加强免疫)的精细比较,并设置模拟接种组和康复再攻毒组作为对照。关键技术包括:1) 数字nCounter技术分析128个免疫相关基因表达谱;2) 亚基因组RNA检测区分活跃病毒复制;3) 双盲病理评分系统量化肺部损伤程度;4) 中和抗体与ELISA联合评估体液免疫特征。

结果解析
FIWV疫苗接种提供部分临床保护
体重监测显示,2x高剂量组(5μg×2)相较于模拟接种组显著减轻了感染后体重下降(p<0.05),但单次高剂量组保护效果有限。值得注意的是,所有接种组均未出现临床症状加重,符合VAED定义的排除标准。

免疫原性缺陷与病毒清除
接种组攻毒前血清中和抗体检测均为阴性,而康复组则保有高滴度中和抗体(平均滴度>320)。尽管接种组肺部病毒sgRNA载量在6天后转阴,早于模拟组的8天,但5天时的病毒复制水平无统计学差异(p>0.05)。这种"部分保护但不完全清除"的状态可能为免疫病理创造了条件。

加速的肺部病理进程


组织学分析揭示关键发现:接种组在2-4天即出现显著肺泡壁增厚和血管周围浸润,比模拟组提前2-4天达到病理峰值。损伤特征包括:
  • 3级血管周围袖套(>5层免疫细胞)
  • 肺泡II型上皮细胞显著增生
  • 混合性单核细胞/粒细胞浸润

Th2免疫偏移的分子证据
nCounter分析显示,接种组2-4天时:

  • Th2通路评分显著升高(p<0.01)
  • IL-4/IL-13 mRNA表达量较模拟组高3-5倍
  • 趋化因子CCL22(Th2细胞招募因子)显著上调
    这种Th2极化与经典铝佐剂效应和福尔马林修饰抗原的特性相符。

讨论与启示
该研究首次在叙利亚仓鼠模型中证实:FIWV疫苗虽不加重临床症状,但会加速肺部病理进程并诱导Th2免疫偏移。这种"短暂增强"现象与RSV疫苗引发的VAED存在相似机制,但程度较轻且具有自限性。研究创新性地揭示:

  1. 时间动力学关键性:病理差异仅存在于感染早期(2-5天),强调多点检测的必要性
  2. 抗体非依赖性机制:中和抗体缺失情况下仍出现增强,提示细胞免疫失调的主导作用
  3. 物种特异性差异:与小鼠模型相比,仓鼠更接近人类肺部病理特征

这些发现为疫苗研发提供了重要安全评估参数:当候选疫苗在临床前研究中出现早期Th2细胞因子升高、血管周围浸润等特征时,需警惕潜在VAED风险。尽管现行COVID-19疫苗尚未报告VAED病例,但针对新变异株或下一代疫苗的研发仍需重视这一安全性评估范式。研究建立的仓鼠模型和评估标准,为未来疫苗安全性研究提供了可靠工具。

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