新冠时代的免疫挑战:血管炎患者使用利妥昔单抗对新冠疫苗体液免疫应答的影响

【字体: 时间:2025年02月13日 来源:SCIENCE ADVANCES 11.7

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  本文聚焦免疫抑制对新冠疫苗免疫原性的影响,研究发现血管炎患者使用利妥昔单抗(RTX)后,接种 1 - 2 剂新冠疫苗时,对奥密克戎后代毒株的血清抗体中和反应大多缺失;3 - 4 剂后有所改善,但对 XBB 效果不佳。该研究为临床治疗提供重要参考。

  

引言

在 2020 年和 2021 年,COVID-19 在全球范围内夺去了约 1590 万人的生命,不过疫苗的使用估计避免了近 2000 万例死亡。免疫功能低下个体感染新冠病毒后,疫苗突破性感染会导致病毒持续传播和长时间感染,进而产生高度突变的病毒后代,可能引发令人担忧的变异毒株。因此,保护免疫功能低下个体免受 COVID-19 侵害对公共卫生和个人健康都至关重要。
中和抗体被视为预防 SARS-CoV-2 感染和清除感染的替代指标,而 B 细胞耗竭剂对免疫功能低下个体疫苗免疫原性的影响在奥密克戎流行阶段仍未得到充分研究。特别是对于患有血管炎且接受免疫抑制治疗的患者,利妥昔单抗(rituximab)这种 B 细胞耗竭抗体对疫苗免疫原性的影响亟待探究。
本研究旨在调查接种疫苗的血管炎患者使用利妥昔单抗后,对 SARS-CoV-2 的纵向中和抗体反应。研究对患者接种四剂疫苗前后的中和抗体滴度进行了测定,并开展了病例对照分析,评估中和及抗体依赖的细胞介导的细胞毒性(ADCC)反应,对比了使用和未使用利妥昔单抗治疗的患者以及免疫功能正常个体的反应差异。

研究对象和方法

本研究纳入了通过前瞻性观察队列 “免疫功能低下患者的 Covid-19 抗体反应”(REC 20/EM/0180)和 “了解免疫功能障碍的疫苗反应:VARIED 研究”(REC 24/PR/0097)中诊断为血管炎的免疫功能低下个体,以及通过 NBR118 研究招募的免疫功能正常参与者。参与者需提供接种前后的生物样本和临床数据,并获得了相关伦理委员会的批准。
研究设计上,确定了过去 5 年内有使用利妥昔单抗(+RTX)史的血管炎患者,对比了有和没有利妥昔单抗使用史(±RTX)的血管炎患者与免疫功能正常个体的中和抗体滴度,并检测了血管炎 ±RTX 患者的非中和结合抗体滴度。所有参与者至少接受了四剂野生型(WT)疫苗接种,并根据初次接种疫苗类型分为两组:接受两剂 BNT162b2 疫苗(Pfizer - BioNTech,mRNA)或两剂腺病毒载体 AZD1222/ChAdOx1 nCoV - 19(AstraZeneca - Oxford,AZN)疫苗,随后再接种两剂 WT mRNA 疫苗。
实验中用到了人胚胎肾(HEK)293T CRL - 3216 细胞和稳定转导血管紧张素转化酶 - 2(ACE2)受体的 HeLa - ACE2 细胞。通过共转染 HEK 293T 细胞制备表达荧光素酶的 SARS-CoV-2 WT 和奥密克戎后代变异株的假型病毒,用于评估病毒进入细胞情况,以检测血清中和抗体滴度。同时,通过 FcγRIIIa(CD16)信号测定法检测 ADCC 反应。
研究中涉及的 SARS-CoV-2 刺突蛋白表达质粒由相关机构提供,包括 WT、BA.1、BA.2、BA.4/5 和 XBB 等变异株,各变异株具有不同的突变特征。统计分析使用 GraphPad Prism 和 R 软件,计算 ID50、几何平均滴度(GMT)等指标,通过多种统计方法分析数据,并进行了匹配、构建模型等操作以控制混杂因素和深入分析变量关系。

研究结果

研究参与者的特征

研究队列中确定了 197 名过去 5 年内接受利妥昔单抗治疗的血管炎免疫功能低下患者,其中 114 名接受 AZN 疫苗初次接种,73 名接受 mRNA 疫苗初次接种。在纵向队列中,选取了有接种前、接种 1 - 4 剂后样本的个体进行分析,两组在年龄、合并症、免疫抑制治疗等方面无显著差异,仅性别比例存在非显著差异。
在病例对照研究中,纳入了接种 3 - 4 剂疫苗后有样本的 64 名 + RTX 血管炎患者、31 名 - RTX 血管炎患者和 48 名免疫功能正常个体。+RTX 和 - RTX 患者在年龄、性别比例等方面可比,但在肾脏诊断、免疫抑制治疗和部分细胞计数上存在差异。免疫功能正常个体的年龄、性别分布等也有相应特征。

纵向队列中初次接种后中和抗体滴度与 IgG 结合抗体的关系

在有基线和接种 1 - 4 剂后样本的血管炎 + RTX 个体中,使用 WT、BA.1、BA.2、BA.4 和 XBB 假型病毒评估中和活性。结果显示,接种 1 剂和 2 剂疫苗后,对 WT 的中和反应几乎均检测不到;接种 3 剂和 4 剂后,中和抗体滴度可检测到且逐渐增加,但对 XBB 的中和滴度增加幅度较小。
IgG 结合抗体并非血管炎 + RTX 个体中和反应的可靠标志物。接种 1 剂疫苗后,34% 的个体有 IgG 结合抗体,但只有 3.1% 能中和 WT;随着接种剂次增加,有 IgG 结合抗体和可检测到中和反应的个体比例均增加,但两者之间仍存在差异。此外,基于初次接种疫苗类型比较中和反应,仅在接种 3 剂后对 WT 的反应中,mRNA 疫苗组和 AZN 疫苗组存在显著差异。

利妥昔单抗对疫苗免疫原性的影响

研究发现,接种疫苗前 18 个月内使用利妥昔单抗会显著影响疫苗免疫原性。在接种 2 剂和 3 剂疫苗时,接种前 18 个月内使用利妥昔单抗的个体,其中和抗体滴度分布与未在该时间段内使用的个体存在显著差异。

免疫功能状态和利妥昔单抗治疗对中和反应的影响(病例对照分析)

对比免疫功能低下的血管炎患者(±RTX)和免疫功能正常个体的中和抗体滴度发现,利妥昔单抗治疗显著影响接种 3 剂和 4 剂疫苗后的中和抗体滴度。血管炎 + RTX 个体的中和抗体滴度始终低于血管炎 - RTX 个体和免疫功能正常个体。在接种 4 剂疫苗后,血管炎(±RTX)患者的中和抗体滴度与免疫功能正常个体的差异更为显著,且血管炎 + RTX 个体对非 WT 变异株的中和抗体滴度下降更为明显。

IgG 结合抗体和中和抗体滴度的不一致性

在病例对照分析中,血管炎 + RTX 个体在接种 3 剂和 4 剂疫苗后,可检测到的 IgG 结合抗体和中和抗体的比例存在差异。接种 3 剂疫苗后,66% 的血管炎 + RTX 个体有 IgG 结合抗体,39% 有可检测到的 WT 中和抗体;接种 4 剂疫苗后,这一差异有所减小,但仍然存在。而血管炎 - RTX 个体和免疫功能正常个体的 IgG 结合抗体和中和抗体滴度较为一致。

ADCC 反应与中和反应的关系

检测血管炎组对 WT 的 ADCC 反应发现,血管炎 + RTX 个体的 ADCC 反应显著低于血管炎 - RTX 个体。但大多数血管炎 + RTX 个体仍有 ADCC 反应,这表明 IgG 结合抗体和可检测到的中和反应之间的差异可能由具有 ADCC 活性的非中和结合抗体造成。此外,IgG 结合抗体和中和抗体滴度之间存在中等程度的正相关,ADCC 与中和反应、IgG 结合反应之间存在弱至中等程度的相关。

抗体图谱及利妥昔单抗的影响

通过生成抗体图谱可视化血清中和反应,发现血管炎 - RTX 个体相对于免疫功能正常个体,对各变异株的中和反应降低;血管炎 + RTX 个体相对于血管炎 - RTX 个体,中和反应进一步大幅降低。接种 4 剂疫苗后,这种差异进一步扩大,说明利妥昔单抗治疗导致的 B 细胞反应缺陷难以通过接种 WT 疫苗克服。

讨论

免疫功能低下个体对 SARS-CoV-2 疫苗的免疫原性降低,部分原因是免疫调节药物的使用,如利妥昔单抗。本研究发现,在免疫功能低下个体中,血清转化并不意味着具有中和能力,接种 3 剂疫苗后,仍有部分个体无法中和 WT 病毒。
对于血管炎患者,所有假型病毒(WT、BA.1、BA.2、BA.4 和 XBB)在初次接种后均需接种第 3 剂疫苗才能检测到中和活性,对 XBB 的反应最差。这是因为新变异株如 XBB 含有能逃避疫苗诱导中和抗体的突变,而利妥昔单抗治疗会损害生发中心反应和体细胞超突变,使患者更易受抗原性差异较大变异株的影响。
血管炎 + RTX 个体的中和反应相对于 IgG 结合反应存在延迟,且这种差异仅部分可通过增加接种剂次缓解。利妥昔单抗治疗会导致体液免疫降低,影响疫苗免疫原性,可能促使免疫逃逸变异株的产生。虽然增加接种剂次可使部分血管炎 + RTX 个体产生可检测到的中和抗体,但仍需进一步研究探索增强免疫的策略。
本研究存在一定局限性,如纵向样本量较小,未控制环孢素和泼尼松等其他治疗的影响,缺乏外周血单个核细胞无法检测 T 细胞反应和 B 细胞库等。但该研究仍是目前针对血管炎患者纵向接种疫苗影响的较大规模研究,为临床治疗提供了重要参考。研究结果强调了在奥密克戎流行后时代,对于使用利妥昔单抗治疗的患者,需要额外的辅助策略来增强疫苗诱导的免疫,优先获取针对当前流行奥密克戎毒株的更新疫苗。
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