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新冠病毒(SARS-CoV-2)变异株的出现影响疫苗保护效果。研究人员评估巴西接种 CoronaVac、ChAdOx1-S 或 BNT162b2 两剂疫苗人群的中和抗体反应。结果显示 BNT162b2 对奥密克戎 BA.2 和 BA.4/5 亚变体有效,该研究为疫苗接种策略提供参考。
2019 年 12 月,新冠病毒(SARS-CoV-2)在中国武汉首次被发现,随后迅速在全球蔓延,引发了一场全球性的大流行病,导致了大量的人员死亡,给各国的医疗系统带来了巨大的压力。为了应对这场危机,全球各国积极行动起来,学术界、产业界和政府通力合作,开发出了多种不同技术平台的新冠疫苗,如基于 mRNA 技术的 BNT162b2(辉瑞 - BioNTech 联合研发)、病毒载体技术的 ChAdOx1-S(牛津 - 阿斯利康研发)以及灭活病毒技术的 CoronaVac(科兴研发)。这些疫苗在全球范围内被广泛接种,为控制疫情发挥了重要作用。
然而,随着时间的推移,新冠病毒不断变异,出现了多种令人担忧的变异株(VOCs)。像最早在 2020 年末出现的 Alpha(B.1.1.7)、Beta(B.1.351)和 Gamma(P.1)变异株,其中 Beta 变异株在病毒中和活性方面表现出最显著的降低,抗原性差异很大。紧接着,2021 年初 Delta(B.1.1.6)变异株出现,它不仅具有更强的逃避抗体中和的能力,传染性也比早期的变异株更高。2021 年 11 月,Omicron(B.1.1.529)变异株在南非被检测到,它凭借众多变异和亚变体迅速成为全球疫情的主导毒株,竟然能够逃避 88% 已获批的新冠疫苗的防护。尤其是 Omicron 变异株的 Spike 蛋白上存在大量突变,其 RBD 区域有至少 15 个氨基酸变化,NTD 区域也有广泛改变,不同亚变体情况各异。这些变异严重影响了疫苗诱导产生的抗体对病毒的中和作用,使得疫苗的保护效果大打折扣。
在这样的背景下,为了更深入了解不同新冠疫苗在面对各种变异株时的免疫效果,来自巴西的研究人员开展了一项重要研究。该研究成果发表在《Clinical Immunology》杂志上。
研究人员采用了假病毒试验这一关键技术方法。他们收集了 90 名参与者的血液样本,这些参与者在 2021 年按照巴西的免疫接种计划,分别接种了两剂 CoronaVac(n=28)、ChAdOx1-S(n=30)或 BNT162b2(n=32)疫苗。同时,还纳入了 21 名经 PCR 确认感染过 SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 株的康复者的血液样本作为对照。通过这些样本,研究人员测量了抗体的抗原结合能力、交叉反应性以及对包括 Wuhan 株、Alpha、Beta、Gamma、Delta 和 Omicron(包括原始株、BA.2 和 BA.4/5 亚变体)等多种毒株的中和能力。
疫苗接种后的抗体反应
在加强针接种 28 天后,研究人员对不同疫苗接种组的抗体反应进行了评估。结果发现,所有组在加强针接种后对 Wuhan 株都产生了强烈的抗体反应。不过,BNT162b2 疫苗诱导产生的抗 Spike 蛋白和抗 RBD(受体结合结构域,receptor-binding domain)的 IgG(免疫球蛋白 G,immunoglobulin G)水平更高。这表明在针对原始毒株的免疫反应方面,BNT162b2 展现出了更为强大的免疫原性。
对不同变异株的交叉中和能力
研究人员进一步探究了不同疫苗产生的抗体对多种变异株的交叉中和能力。结果显示,所有疫苗对 Alpha、Beta、Gamma 和 Delta 变异株都表现出了一定程度的交叉中和作用。然而,当面对 Omicron 变异株时,情况出现了明显差异。只有 BNT162b2 疫苗对 Omicron BA.2 和 BA.4/5 亚变体具有有效的中和能力,而 CoronaVac 和 ChAdOx1-S 疫苗则效果不佳。这一结果表明,BNT162b2 在应对 Omicron 变异株的挑战时,具有独特的优势。
抗体相关性分析
研究还发现,在 BNT162b2 疫苗接种组中,针对 Wuhan 株 RBD 的特异性 IgG 与针对 Omicron 变异株的中和抗体之间存在正相关关系。这意味着,体内针对原始毒株 RBD 产生的 IgG 水平越高,对 Omicron 变异株的中和能力可能就越强。这种相关性在其他疫苗接种组中并未观察到,进一步凸显了 BNT162b2 疫苗免疫反应的独特性。
中和抗体聚类模式分析
通过对不同疫苗接种组中和抗体聚类模式的分析,研究人员发现,BNT162b2 疫苗接种组针对所有变异株的中和抗体呈现出与 CoronaVac 和 ChAdOx1-S 疫苗接种组不同的聚类模式。这一差异反映了不同疫苗诱导的免疫反应在针对各种变异株时存在本质区别,BNT162b2 疫苗诱导的免疫反应可能具有更为广泛和独特的作用机制。
综合以上研究结果,该研究明确了在巴西人群中接种 CoronaVac、ChAdOx1-S 或 BNT162b2 两剂疫苗后的抗 RBD 体液免疫反应情况。BNT162b2 mRNA 疫苗在免疫原性方面表现最为突出,能够诱导产生具有更强中和能力的抗体,尤其是在应对 Omicron 变异株方面具有明显优势。此外,研究还发现 ChAdOx1-S 和 BNT162b2 疫苗即使间隔 12 周接种,其免疫原性也未受到明显影响。
这项研究具有重要的意义。它为全球范围内的疫苗接种策略提供了关键的参考依据,帮助人们更好地了解不同疫苗在面对新冠病毒变异株时的效果差异,有助于各国根据自身情况制定更为合理的疫苗接种计划。同时,也为后续疫苗的研发和改进指明了方向,强调了开发针对变异株的增强型疫苗(如二价 mRNA 疫苗)的重要性,以进一步提升疫苗对不断出现的新冠病毒变异株的防护能力,为全球抗疫提供更有力的支持。不过,该研究也存在一定的局限性,例如未评估加强针尤其是二价 mRNA 疫苗接种后的免疫反应,也未对 SARS-CoV-2 特异性 T 细胞反应以及其他疫苗平台(如 Janssen、Sinopharm、Sputnik)诱导的免疫反应进行评估。未来的研究可以在这些方面展开进一步探索,以更全面地了解新冠疫苗的免疫效果和作用机制。