新一代吸入式气溶胶COVID-19疫苗通过诱导肺部黏膜三重免疫的I期临床试验研究

为解决现有COVID-19疫苗对变异株保护力不足且缺乏呼吸道黏膜免疫的问题，McMaster大学团队开展了一项开放标签、多组I期临床试验，评估腺病毒载体（HuAd/ChAd）吸入式多抗原疫苗的安全性与免疫原性。研究发现黑猩猩腺病毒载体（ChAd）疫苗能显著诱导肺部组织驻留记忆T细胞（TRM）、训练先天免疫（TII）和中和抗体的三重黏膜免疫，为下一代呼吸道疫苗开发提供了重要依据。

　　

随着COVID-19大流行持续演变，现有疫苗面临两大关键挑战：一是病毒变异导致中和抗体逃逸，二是传统肌注疫苗难以在呼吸道建立有效黏膜免疫。尽管全球已接种超过130亿剂疫苗，但突破性感染频发，尤其在高风险人群中保护力不足。更令人担忧的是，研究表明即使是接种过mRNA疫苗且经历奥密克戎（Omicron）突破感染的人群，其下呼吸道仍缺乏持久的黏膜免疫防御。这种"免疫缺口"使得开发能同时激活黏膜和系统免疫的新一代疫苗成为当务之急。

McMaster大学的研究团队在《Nature Communications》发表了一项开创性研究，首次在人体临床试验中证实：通过吸入式气溶胶递送的黑猩猩腺病毒载体（ChAd）多抗原疫苗，能安全有效地在肺部建立三重免疫防御体系。这项开放标签、多组I期临床试验（NCT05094609）采用阶梯剂量设计，比较了人腺病毒5型（HuAd）和黑猩猩腺病毒68型（ChAd）两种载体平台，评估对象包括已接种≥3剂mRNA疫苗的未感染者和康复者。

研究团队运用多项关键技术：1）采用Aeroneb? Solo雾化器（产生2-5μm气溶胶颗粒）进行深肺部递送；2）通过支气管肺泡灌洗（BAL）获取呼吸道黏膜免疫细胞；3）多参数流式细胞术分析抗原特异性T细胞（包括组织驻留标志CD103/CD69）；4）转录组测序分析肺泡巨噬细胞（AM）的训练免疫（TII）特征；5）替代病毒中和试验（sVNT）评估抗体交叉反应性。研究对象为32名健康成人（18-65岁），分为未感染组（n=27）和既往感染组（n=9）。

【研究结果】

1. 安全性特征
   所有剂量（10⁵-10⁸ TCID₅₀）均表现良好耐受性，仅报告1-2级短暂不良反应（疲劳、头痛、咳嗽）。肺功能测试（FEV1/FVC）在接种后12周内保持稳定，无血氧饱和度下降或血小板减少病例。

2. 免疫原性比较
   剂量探索显示ChAd载体显著优于HuAd：在3×10⁷ TCID₅₀剂量下，ChAd诱导的S1特异性CD8⁺ T细胞频率达11.2%（HuAd仅0.89%）。高剂量（6×10⁷ TCID_{50）ChAd在康复者中使BAL淋巴细胞数量增加2倍，75%的抗原特异性CD8⁺ T细胞呈现组织驻留表型（CD69⁺CD103⁺），且高表达肺归巢分子VLA-4（α4β1整合素）。}

3. 三重黏膜免疫诱导
   • T细胞免疫：ChAd疫苗诱导的多功能T细胞（IFN-γ⁺TNF⁺IL-2⁺）对XBB.1.5变异株保持交叉反应
   • 抗体反应：康复者接种后，抗RBD IgG（AUC 144→210）和中和抗体（对抗祖先株/XBB.1.5）显著提升
   • 训练先天免疫：接种后AM的IL-1β/NLRP3通路激活，刺激后TNF-α分泌增加3倍

4. 系统免疫应答
   血清抗体虽未显著提升，但循环S1特异性CD8⁺ T细胞持续升高至48周，且与黏膜免疫水平显著相关（r²=0.82）。这些细胞具有中心记忆（CM）表型（CCR7⁺CD27⁺）和强大增殖能力。

【结论与意义】
该研究首次在人体证实：1）现有mRNA疫苗接种者（无论是否经历突破感染）下呼吸道仍缺乏有效黏膜免疫；2）单剂吸入式ChAd疫苗可安全诱导持久的三重黏膜免疫；3）黑猩猩腺病毒载体显著优于人腺病毒载体。其创新性体现在：1）多抗原设计（S1/NC/POL）拓宽T细胞应答；2）气溶胶递送实现深肺部沉积；3）训练先天免疫（TII）与适应性免疫协同作用。

这项研究为应对当前疫苗面临的变异株逃逸和黏膜保护不足问题提供了解决方案。特别值得注意的是，该策略对高风险人群（如老年人）可能更具保护价值，因为其不依赖高滴度中和抗体。研究建立的"血液VLA-4⁺ T细胞→黏膜免疫"相关模型，为后续临床试验提供了非侵入性生物标志物。该平台技术可扩展至其他呼吸道病原体（如RSV、流感）疫苗开发，具有重要公共卫生意义。