天花疫苗与Mpox感染对交叉保护性免疫的影响:一项多队列观察性研究揭示抗体效应功能与T细胞记忆的协同作用

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:The Lancet Microbe 20.9

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  为解决天花疫苗对相关正痘病毒交叉保护机制不清的问题,研究人员开展多队列研究,比较Dryvax和JYNNEOS疫苗及mpox感染后的免疫反应。发现疫苗诱导的抗体效应功能(如补体介导中和)可克服抗原距离限制,T细胞交叉反应持续长达80年,为改进疫苗设计提供关键依据。

  

在全球消灭天花40年后,正痘病毒(orthopoxvirus)家族的新成员Mpox病毒(原猴痘病毒)突然在2022年引发跨国疫情,其传播模式和临床表现与既往认知大相径庭。更令人担忧的是,2024年刚果等地爆发的I型Mpox毒株致死率高达4-11%,被WHO列为国际关注的突发公共卫生事件。虽然现有的天花疫苗被认为能提供交叉保护,但第一代疫苗Dryvax存在安全隐患,第三代疫苗JYNNEOS的免疫持久性未知,且两者对抗抗原距离较远的Mpox病毒的效果缺乏系统评估。这些悬而未决的问题,使得理解疫苗诱导的交叉保护机制成为当务之急。

耶鲁大学等机构的研究人员开展了一项跨越美国、巴西和葡萄牙的多中心队列研究,通过对四种人群(40-80年前接种Dryvax者、近期接种JYNNEOS者、双重接种者及Mpox康复者)的378份样本分析,揭示了疫苗诱导交叉免疫的分子机制。这项发表在《The Lancet Microbe》的研究首次阐明抗体效应功能和T细胞记忆在对抗不同正痘病毒中的协同作用。

研究采用多学科技术方法:通过ELISA定量系统性和黏膜抗体反应;采用空斑减少中和试验(PRNT)评估直接和补体增强的中和活性;运用流式细胞术分析T细胞活化标志物(CD69/CD137/OX-40);结合生物信息学分析病毒抗原序列差异。样本来自四个特征明确的队列,包括87名Dryvax接种者、62名JYNNEOS接种者、29名双重接种者和68名Mpox感染者。

【抗体反应特征】研究发现Dryvax和JYNNEOS均能诱导针对疫苗病毒(VACV)和Mpox病毒抗原的抗体,但反应模式显著不同。最强烈的抗体应答针对保守性较低的胞外病毒体抗原B5/A33(Dryvax组85%阳性,JYNNEOS组98%阳性)。值得注意的是,双重接种者表现出最强的交叉反应,抗Mpox病毒IgG水平比单种疫苗组高2-3倍。然而这些抗体在JYNNEOS接种后6-11个月内迅速衰减至基线。

【中和能力局限】尽管血浆中存在高浓度抗Mpox病毒抗体,其中和活性却严格遵循"抗原距离法则":对疫苗病毒中和效价最高(PRNT50 2.5),近缘的牛痘病毒(CPXV)次之(PRNT50 1.8),而对Mpox病毒的中和活性最弱(PRNT50仅1.2)。结构分析发现,Mpox病毒E8L蛋白的Thr146Met和A35R蛋白的Gln117Lys等关键位点突变可能阻碍抗体结合。

【补体的关键作用】研究首次揭示补体介导的中和(complement-mediated neutralisation)能显著提升对Mpox病毒的中和效率,使效价提高约50%。这一发现解释了为何针对胞外病毒体抗原(如B5/A33)的抗体虽不能直接中和,却仍能通过Fc效应功能提供保护。

【免疫记忆的时空规律】Dryvax展现出惊人的持久性,接种80年后仍可检测到中和抗体,且奇怪的是中和能力随年龄增长而增强——80岁以上组对VACV的PRNT50达3.2,显著高于年轻组。相比之下,交叉反应性抗体(抗CPXV和MPXV)则保持稳定水平。T细胞反应则呈现不同规律:CD4+和CD8+T细胞对正痘病毒和Mpox病毒肽池的交叉反应可持续70年,但功能活性(IFN-γ分泌)随年龄增长而下降。

这项研究颠覆了对抗原距离决定交叉保护的传统认知,证明抗体效应功能和T细胞记忆能协同克服序列差异带来的限制。其临床意义在于:首先,解释了为何现有疫苗对Mpox的保护率(86%)高于其中和抗体水平预测值;其次,表明针对保守抗原(如L1/M1)的疫苗设计可能比现行方案更有效;最后,为面临免疫衰老的老年人群的加强接种策略提供依据。这些发现不仅为改进正痘病毒疫苗指明方向,也为应对未来可能出现的其他痘病毒威胁提供了免疫学框架。

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