黄芪多糖与铝佐剂协同增强重组新冠疫苗免疫原性的机制研究

本研究系统探讨了黄芪多糖（APS）作为天然佐剂与铝佐剂（Alum）联用对重组SARS-CoV-2蛋白疫苗免疫增强效应。结果表明，APS可显著促进抗体产生、激活抗原特异性IgG+生发中心B细胞与滤泡辅助T细胞（Tfh），并增强T细胞免疫应答。转录组分析显示APS通过上调抗体分泌与细胞免疫相关通路增强B细胞介导的免疫机制，且联合使用未引发系统性毒性，为蛋白亚单位疫苗提供了新型免疫佐剂策略。

　　

引言

尽管全球已开展广泛监测与干预，严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）仍是重大公共卫生威胁。疫苗接种被公认为控制感染的最有效策略。然而，当前COVID-19疫苗（尤其是蛋白亚单位疫苗）的免疫原性仍需进一步提升，亟需开发新型佐剂以改善疫苗效力。黄芪多糖（APS）是从黄芪根中提取的水溶性杂多糖，具有免疫调节特性，已在神经疾病、心血管病、糖尿病及癌症中显示治疗潜力，但其在SARS-CoV-2重组蛋白疫苗中的系统免疫机制尚不明确。

材料与方法

疫苗制剂采用KP.2刺突蛋白与铝佐剂及APS配伍。使用BALB/c小鼠模型，分为四组：单独KP.2蛋白组、KP.2+Alum组、KP.2+APS组及KP.2+Alum+APS组，于第0天和第14天进行肌肉免疫。通过ELISA检测血清抗体滴度，流式细胞术分析淋巴细胞免疫表型，RNA测序（RNA-seq）进行转录组分析，并评估疫苗安全性。

结果

APS与铝佐剂协同增强抗原特异性IgG应答

结果显示，APS单独使用对抗体滴度提升效果有限，但与铝佐剂联用后可显著增强抗KP.2的IgG抗体反应。联合组在第二次免疫后IgG滴度较铝佐剂组提高1.7倍，IgG1、IgG2a和IgG2b亚型也显著升高，表明APS通过促进抗体类别转换增强体液免疫。

APS促进抗原特异性IgG⁺生发中心B细胞分化

通过流式细胞术检测骨髓中抗原特异性B细胞，发现Alum+APS组中IgG⁺生发中心B细胞（B220⁺CD38^?PE⁺IgG⁺）比例显著高于其他组，较铝佐剂组提高2.7倍，表明APS有效促进抗原特异性B细胞应答与抗体分泌。

APS促进抗原特异性Tfh细胞扩增

滤泡辅助T细胞（Tfh细胞，表型为CD4⁺CXCR5⁺PD-1⁺）在协调体液免疫中起关键作用。联合免疫组中抗原特异性Tfh细胞比例显著高于铝佐剂组（8.1% vs 3.8%），说明APS与铝佐剂协同增强Tfh细胞应答，进而促进生发中心形成与B细胞活化。

APS增强Th1型细胞因子反应

抗原刺激后，APS单独使用可提高CD8⁺ T细胞中IL-2和TNF-α分泌以及CD4⁺ T细胞中TNF-α水平。与铝佐剂联用后，CD8⁺ T细胞中IFN-γ和TNF-α以及CD4⁺ T细胞中IL-2、IFN-γ和TNF-α分泌均显著增加，表明APS倾向于诱导Th1型免疫反应，有利于抗病毒免疫。

APS引起差异基因表达与通路富集

RNA-seq分析显示，与铝佐剂组相比，Alum+APS组中免疫球蛋白轻链基因（IGL家族）、κ轻链可变区（IGK家族）和重链（IGH家族）相关基因显著上调。这些基因参与B细胞受体（BCR）多样性与抗体功能发挥。GO分析进一步表明，APS通过调控抗体分泌与细胞免疫相关通路增强免疫应答。

疫苗安全性评价

在整个实验期间，各组小鼠体重增长无显著差异，未观察到异常临床表现。组织病理学分析显示主要器官（心、肝、脾、肺、肾）未见明显损伤，证明APS作为疫苗佐剂未引起系统性毒性，具备良好安全性。

讨论

本研究证实APS与铝佐剂联用可显著增强SARS-CoV-2重组蛋白疫苗的免疫原性，具体表现在提高抗体滴度、促进生发中心B细胞分化、激活Tfh细胞以及增强Th1型细胞免疫反应。机制上，APS通过上调免疫球蛋白基因表达与B细胞相关信号通路，增强抗体多样性及效应功能。与既往研究相比，本研究首次在基因水平揭示APS通过促进BCR重排增强体液免疫，并提出APS与铝佐剂的协同策略。这一发现不仅克服了铝佐剂Th2偏倚与细胞免疫诱导不足的局限，也为开发广谱、低成本的新一代疫苗提供了理论依据。尽管本研究尚未进行病毒攻击实验验证中和抗体活性，其结果已充分展示APS作为天然佐剂在疫苗研发中的潜力，特别适用于资源有限地区的免疫规划。

结论

黄芪多糖（APS）作为一种有效的免疫佐剂，与铝佐剂协同使用可增强COVID-19疫苗的体液与细胞免疫应答，诱导平衡的Th1/Th2反应，并提供广泛持久的免疫保护。该策略为应对当前疫苗平台的局限性提供了新思路，具有重要的科研与转化价值。