SARS-CoV-2奥密克戎谱系演变导致抗体介导保护曲线偏移的机制研究

本研究针对SARS-CoV-2奥密克戎变异株流行期间抗体保护效力的变化，开发了创新性抗体动力学模型abdpymc，通过整合疫苗接种史和PCR检测结果，重建了1520名受试者的抗体动态变化。研究发现奥密克戎谱系出现后，针对原始毒株刺突蛋白的抗体保护曲线发生右移，提示需要更高抗体滴度才能提供同等保护。该研究为优化疫苗接种策略提供了重要理论依据。

　　

随着SARS-CoV-2持续变异，特别是奥密克戎(Omicron)谱系的出现，给疫情防控带来了新的挑战。一个关键科学问题是：针对原始毒株产生的抗体对变异株的保护效力如何变化？传统研究方法难以准确评估复杂暴露史人群的抗体动态变化。为此，David J. Pattinson团队在《iScience》发表了突破性研究成果。

研究团队开发了创新的贝叶斯抗体动力学模型框架abdpymc，首次将疫苗接种记录和PCR检测结果直接整合到感染史推断中。该研究基于美国威斯康星州农村社区的前瞻性队列(PACC)，对1520名参与者进行了长达20个月的随访，收集了7794份血清样本，通过ELISA检测了针对刺突蛋白(S)和核衣壳蛋白(N)的抗体水平。

关键技术方法包括：1)建立多抗原抗体动力学模型，同时分析S和N蛋白抗体动态；2)采用改良的Cox比例风险模型评估抗体保护曲线；3)使用包含"六脯氨酸"稳定突变的重组S蛋白进行ELISA检测；4)基于社区队列的纵向血清样本分析，整合疫苗接种和感染史数据。

研究结果揭示：

1. 1.

   模型验证显示abdpymc能准确推断感染史，对模拟数据的感染时间推断准确率达74%；

2. 2.

   抗体动态分析发现疫苗接种诱导的S蛋白抗体反应(临时参数Θ_S^vac=2.36)强于自然感染(Θ_S^inf=1.42)；

3. 3.

   保护曲线分析表明，针对武汉-Hu-1毒株S蛋白的抗体的保护效力在奥密克戎流行期显著降低，40和10240滴度对应的保护率分别从59%降至46%、94%降至79%；

4. 4.

   N蛋白抗体水平与奥密克戎感染风险无显著相关性；

5. 5.

   年龄和既往暴露史不改变保护曲线形状，但混合免疫(感染+疫苗接种)人群抗体水平更高。

这项研究首次量化了奥密克戎变异株流行期间抗体保护曲线的变化特征，证实针对原始毒株的抗体对变异株的保护阈值升高。创新性抗体动力学模型为评估复杂暴露史人群的免疫保护提供了新工具。研究发现对疫苗研发和接种策略优化具有重要指导意义：提示针对变异株可能需要调整疫苗成分或接种剂量，以达到足够的保护阈值。该研究也为理解病毒变异与免疫逃逸的关系提供了重要理论基础。