异源ORFV–Ad26疫苗接种可扩大抗体谱系，并增强机体对SARS-CoV-2刺突蛋白的细胞免疫反应

《Frontiers in Immunology》：Heterologous ORFV–Ad26 vaccination broadens antibody breadth and amplifies cellular immunity against SARS-CoV-2 spike

疫苗诱导的免疫力通常受免疫衰减、抗原漂移和抗载体免疫影响，需创新接种策略。本研究评估了ORFV-S（口服切片病毒载体疫苗）与Jcovden（腺病毒载体疫苗Ad26.COV2.S）的异源prime-boost方案。在CD-1小鼠中，异源组合较同源接种显著提升SARS-CoV-2刺突蛋白特异性IgG抗体滴度及Th1型CD4+/CD8+ T细胞应答。ORFV-S prime联合Jcovden boost诱导最高抗体水平，对Beta、Delta等免疫逃逸变种及Omicron BA.2、XBB.1.5变体的ACE2结合抑制效果最佳。研究表明异源疫苗组合通过互补的先天免疫激活机制，优化了体液和细胞免疫应答的质量与广度，为应对多路径病原体提供了新策略。

　　疫苗诱导的免疫持久性常常受到免疫反应减弱、抗原漂移以及抗载体免疫的限制，这凸显了开发创新疫苗策略的必要性。异源性免疫接种（即使用不同的疫苗平台进行初次和加强接种）能够利用不同平台的优势，从而克服这些障碍并增强免疫应答。本文评估了一种基于Orf病毒（ORFV）的Spike蛋白疫苗（ORFV-S）与已获批的Ad26载体疫苗Jcovden（Ad26.COV2.S）的组合效果，使用SARS-CoV-2作为临床相关且免疫学特征明确的模型进行研究。通过比较同源性接种方案与异源性接种方案，研究发现异源性策略在多个关键免疫指标上表现更优，特别是ORFV-S作为初次接种后，再用Jcovden作为加强接种，能够诱导最高的Spike结合抗体滴度以及强烈的CD4+和CD8+ T细胞反应，并呈现出显著的Th1型免疫特征。而在反向接种顺序中，Jcovden作为初次接种后，再使用ORFV-S进行加强，虽然提升了对多种SARS-CoV-2变异株的中和能力，但提升幅度相对较小。这些结果表明，不同疫苗平台之间的顺序依赖性可以强调适应性免疫反应中的不同方面，如细胞免疫或体液免疫。

疫苗在控制传染病方面已被广泛证明是有效的，但其长期效果常因免疫反应的减弱以及病毒持续进化而受到挑战。特别是像SARS-CoV-2、流感病毒和HIV等快速变异的病毒，抗原漂移和免疫逃逸现象会显著降低疫苗的有效性，导致突破性感染。因此，定期接种加强针成为维持免疫保护的重要手段。然而，同源性加强接种可能会受到抗载体免疫的干扰，导致免疫反应减弱。这些挑战促使科学家探索更加灵活的疫苗接种策略，以诱导强大、广泛且持久的免疫应答，应对各种病毒威胁。异源性免疫接种策略，即使用不同类型的疫苗平台进行初次和加强接种，被认为是解决同源性接种局限性的有效方法。通过结合不同载体的抗原递送机制和先天免疫感应特性，异源性接种可以绕过载体特异性免疫，减少免疫耐受，并增强体液和细胞免疫反应的广度和强度。在新冠疫情中，将腺病毒载体作为初次接种、mRNA疫苗作为加强接种的方案在临床和动物实验中均显示出优于同源性接种的优势。类似的效果也出现在其他疾病模型中，如埃博拉病毒、结核病、疟疾和HIV，其中不同病毒载体的组合能够产生比单一平台更强和更持久的免疫反应。

Jcovden（Ad26.COV2.S）是由詹森公司开发的一种重组、无复制能力的腺病毒26型载体疫苗，其编码了稳定的Spike蛋白。早期的I/II期研究探讨了双剂量接种方案，但第二剂同源性接种仅能轻微提升中和抗体滴度，这种提升在临床意义方面显得微不足道，且伴随着较高的反应原性和生产成本，因此监管机构批准了其作为单剂量疫苗使用。此外，Ad26平台在其他疫苗开发中也显示出良好的免疫持久性，例如针对埃博拉病毒、HIV和寨卡病毒的候选疫苗。然而，抗载体免疫仍然是一个关键瓶颈。预先存在的或疫苗诱导的抗Ad26抗体可能抑制转基因表达并减弱记忆性免疫反应，从而限制同源性加强接种的效果。因此，将Ad26与其他不同的载体平台配对，被认为是一种合理的策略，以绕过载体特异性免疫并进一步增强疫苗效力。

Orf病毒（ORFV）属于副痘病毒属，因其天然宿主范围限制和遗传性减弱，被认为是疫苗开发中的安全载体。此外，ORFV具有较大的双链DNA基因组，能够容纳多个转基因，通过独立的病毒启动子进行表达。同时，ORFV诱导的抗载体免疫通常是短暂且低水平的，使得该载体可以被重复使用而不会显著降低免疫效果。更重要的是，ORFV能够通过cGAS–STING途径引发强烈的先天免疫反应，从而在疫苗接种后产生强效的体液和细胞免疫应答。此前，基于ORFV的多抗原候选疫苗Prime-2-CoV，在仓鼠和非人类灵长类动物中显示出良好的免疫原性，并在首次人体I期试验中表现出优异的安全性。

鉴于ORFV的这些优势以及Ad26载体的已知效力，研究者提出了一个假设：将这两种平台结合在异源性接种方案中，可能产生协同效应，从而增强SARS-CoV-2的免疫保护。为了验证这一假设，研究中使用了一种仅编码Spike蛋白的ORFV载体（ORFV-S），而非此前的多抗原疫苗Prime-2-CoV。通过在CD-1小鼠中进行临床相关的肌肉内免疫原性评估，研究发现异源性接种方案在多个关键免疫指标上均优于同源性方案。特别是ORFV-S作为初次接种后，再用Jcovden作为加强接种，能够诱导最高的Spike结合抗体滴度以及强烈的CD4+和CD8+ T细胞反应，并呈现出显著的Th1型免疫特征。而在反向接种顺序中，Jcovden作为初次接种后，再使用ORFV-S作为加强接种，虽然在中和抗体功能上有所提升，但提升幅度较小。这表明异源性接种策略能够有效增强免疫应答的广度和强度，而不同的接种顺序可能对免疫反应的侧重有所不同。

研究还探讨了不同疫苗接种方案对免疫细胞亚群的影响。例如，通过评估不同疫苗接种方案对脾脏中生发中心B细胞（GC B cells）和T滤泡辅助细胞（Tfh cells）的刺激效果，研究发现无论接种顺序如何，所有疫苗方案均能诱导相似的GC B细胞和Tfh细胞频率。这表明ORFV-S和Jcovden均能支持免疫系统中关键的细胞基础设施，以促进高亲和力抗体的生成和持久的体液免疫反应。此外，研究分析了Spike特异性CD4+和CD8+ T细胞的反应情况，发现异源性接种方案能够显著提升这些细胞的频率和功能。特别是ORFV-S作为初次接种后，再用Jcovden作为加强接种，能够诱导最高的CD4+和CD8+ T细胞反应，同时展现出更广泛的多效性（polyfunctionality），即单个细胞能够同时产生多种效应性细胞因子，如IFN-γ、TNF和IL-2。而在反向接种顺序中，Jcovden作为初次接种后，再用ORFV-S作为加强接种，虽然能够提升抗体的功能性，但对T细胞反应的增强效果有限。

研究结果表明，ORFV和Ad26载体平台的异源性结合能够有效提升疫苗诱导的免疫反应。ORFV-S在初次接种后能够诱导较低水平的抗体，但在加强接种时表现出显著的免疫增强效应，其提升幅度达到22倍。相比之下，Jcovden作为初次接种时能够诱导较高的抗体水平，但在加强接种时提升有限，仅约6倍。这些数据进一步支持了ORFV-S在加强接种中的优越性，以及Jcovden在初次接种中的高效性。异源性接种策略能够结合两者的优点，从而产生更全面的免疫应答。例如，ORFV-S → Jcovden的接种顺序能够诱导最高的Spike结合抗体滴度和最强烈的CD4+和CD8+ T细胞反应，而Jcovden → ORFV-S的接种顺序则能够显著提升对多种SARS-CoV-2变异株的中和能力，包括免疫逃逸能力强的Beta、BA.2和XBB.1.5变异株。这些结果强调了异源性接种顺序对免疫反应的调控作用，以及不同平台之间可能存在的协同效应。

从机制上看，ORFV和Ad26载体平台虽然最终都依赖于cGAS–STING途径进行DNA感应，但它们在先天免疫激活和抗原呈递方面的特性可能存在差异。Ad26载体通过cGAS–STING和RIG-I/MAVS途径激活Th1型免疫反应，而ORFV则能够激活更广泛的先天免疫途径，包括细胞质中的RNA传感器（如RIG-I、MDA5和PKR）以及其病毒颗粒中固有的DAMP/PAMP信号。这种广泛的激活可能促进更高效的抗原呈递和T细胞交叉激活，从而增强免疫应答的广度和强度。此外，不同平台在抗原表达动力学和对不同树突状细胞亚群的亲和力可能也会影响B细胞和T细胞的激活方式，从而产生互补的免疫反应路径。

研究结果与以往关于异源性病毒载体疫苗的证据相吻合。例如，针对结核分枝杆菌抗原Ag85A的Ad5初次接种与MVA加强接种策略在小鼠模型中显著提升了CD4+和CD8+ T细胞反应。在疟疾疫苗模型中，Ad初次接种与MVA加强接种不仅提升了CD8+ T细胞的频率，还增强了其功能性和持久性。同样，针对HIV和疟疾抗原的Ad26–MVA或猿腺病毒–MVA组合也被证明能够诱导更强且更持久的细胞免疫反应。特别值得注意的是，本研究中观察到的ORFV–Ad26组合能够诱导异常高的CD8+ T细胞频率，这可能表明该组合在增强细胞毒性免疫方面具有特别的优势。

尽管本研究使用SARS-CoV-2作为模型抗原，但其结果具有更广泛的适用性。Th1型CD4+ T细胞反应和强大的CD8+ T细胞反应被认为是多种疫苗设计的关键要素，包括针对HIV、结核病、疟疾、巨细胞病毒（CMV）和新兴人畜共患病的疫苗。ORFV载体的特性使其在这些领域具有独特的优势，例如其能够重复接种而不降低免疫效果，这使其特别适用于需要多次接种或快速应对疫情的场景。此外，ORFV载体能够有效提升抗体的质量，同时促进细胞毒性T细胞的反应，这使其成为异源性接种策略中极具潜力的搭档，不仅适用于传染病疫苗，还可能在癌症免疫治疗中发挥作用。

未来的研究可以进一步拓展这些发现。虽然小鼠模型提供了重要的比较免疫原性数据，但人体研究仍然是评估疫苗诱导免疫反应复杂性的关键。通过挑战模型评估疫苗的保护效果，以及研究免疫反应的长期持久性，将有助于确认这些策略的临床相关性。此外，量化气道黏膜免疫并探索针对性的鼻内加强接种策略，可能对提升病毒入侵部位的免疫保护具有重要意义。同时，深入研究先天免疫感应和抗原呈递通路的机制，将有助于解释不同接种顺序带来的免疫反应差异。最终，临床试验将是验证异源性ORFV–Ad26接种方案潜力的必要步骤。

综上所述，本研究的数据表明，基于ORFV和Ad26的疫苗平台能够通过互补的机制增强免疫应答。异源性接种策略能够有效提升疫苗诱导的免疫反应的广度和强度，为下一代疫苗设计提供了新的思路。这种策略不仅适用于多种传染病，还可能拓展至癌症免疫治疗领域，为应对不断演变的病原体和免疫逃逸问题提供了有力的工具。通过合理选择疫苗平台和接种顺序，可以进一步优化免疫反应，提高疫苗的有效性和持久性，为全球公共卫生挑战提供更全面的解决方案。