静脉注射免疫球蛋白（IVIG）对多种SARS-CoV-2变异株的广谱结合与Fc介导活性研究

《Journal of Virology》：Pooled intravenous immunoglobulins exhibit broad binding and Fc-mediated activity against diverse SARS-CoV-2 variants

　　

： 在由严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的2019冠状病毒病（COVID-19）大流行期间，基于抗体的疗法如COVID-19恢复期血浆（CCP）和单克隆抗体（mAbs）迅速涌现。然而，许多CCP临床试验未能显示出一致的获益，且随着新的SARS-CoV-2变异株出现，mAbs逐渐失效。这些研究一致表明，抗体疗法在疾病极早期以及针对免疫应答延迟或受抑制的患者中有效。静脉注射免疫球蛋白（IVIG）是从数千名供者血浆中汇集纯化的IgG，已被探索作为抗SARS-CoV-2抗体的额外来源用于治疗急性重症患者，因为在动物模型中IVIG即使在缺乏中和活性的情况下也被证明能够预防变异株引起的疾病和死亡。由于抗体还可以通过Fc介导的先天免疫效应功能激活提供保护，本研究比较了CCP和IVIG的定性与定量特性，以确定IVIG是否可作为CCP的临床治疗替代方案。研究人员测量了针对多种变异株的SARS-CoV-2刺突蛋白（S）和核衣壳蛋白（N）特异性抗体结合滴度，并评估了其诱导抗体依赖性效应功能的能力。研究发现，IVIG和CCP针对祖先型SARS-CoV-2具有相当的结合活性和Fc效应活性。值得注意的是，在XBB.1.5、JN.1、KP.2、XEC和XFG出现之前生产的IVIG，对这些更新变异株仍表现出强大的结合活性和Fc效应活性。

论文解读文章

一、研究背景与目的

尽管SARS-CoV-2疫苗已广泛可用且对大多数人有效，但仍存在疫苗免疫无效的脆弱人群，如实体器官移植受者和B细胞淋巴瘤患者等免疫受损个体，他们在接种疫苗后无法产生稳健的免疫应答，感染SARS-CoV-2后仍面临重症风险。基于抗体的被动免疫疗法是提供即时免疫支持的重要手段。在大流行初期，抗体治疗选择仅限于来自康复个体的恢复期血浆（CCP）。随着单克隆抗体（mAbs）疗法的出现，其逐渐取代CCP成为首选方案，但耐药性SARS-CoV-2变异株的快速出现使许多mAbs疗法失效。尽管开展了70多项评估CCP在COVID-19中保护性和死亡率益处的临床试验，但关于CCP疗效或临床获益的预测指标尚未形成共识，部分原因在于CCP供者抗体组成和滴度的变异性、给药时机以及受者免疫状态的差异。已有研究显示，接受高中和抗体滴度（>1:640）CCP的受者比接受低滴度CCP的受者更早出院，表明SARS-CoV-2特异性抗体的定量特征和频率可能影响CCP的治疗潜力。

静脉注射免疫球蛋白（IVIG）作为从数千名健康供者血浆中纯化汇集的IgG治疗制剂，已被提出作为急性SARS-CoV-2感染的潜在治疗选择。IVIG代表了供者群体免疫史的广谱多克隆IgG抗体库，广泛用于免疫缺陷替代治疗和多种自身免疫及炎症性疾病的免疫调节。在感染性疾病背景下，IVIG已被用于治疗免疫受损宿主的多种病毒感染，包括流感病毒和其他呼吸道病毒。近期小鼠模型研究证明，大流行开始以来生产的IVIG批次能够以Fc结构域依赖的方式在多种SARS-CoV-2变异株中赋予疾病保护，即使在缺乏病毒中和的情况下也是如此，支持了IVIG作为COVID-19治疗手段的潜在价值。

本研究旨在将2022/2023年生产的IVIG与在CoVIP研究中显示可缩短住院时间的高中和抗体滴度CCP供者进行比较，评估SARS-CoV-2特异性抗体的数量、抗原广度、质量和一致性，以确定IVIG是否可作为CCP的替代治疗选择。

二、研究方法

研究人员比较了CoVIP研究中13名高中和抗体滴度（≥1:640）的CCP供者与7个2022至2023年间生产的IVIG批次，并以2012年3月至2019年1月间采集的20名个体血浆作为大流行前对照。主要技术方法包括：使用Milliplex微球多重检测系统定量总IgG、IgG亚类、IgM和IgA水平；采用基于Luminex微球的多重检测测定针对SARS-CoV-2全长刺突蛋白、S1结构域、S2胞外域、核衣壳蛋白以及多种变异株刺突蛋白的抗体结合水平；利用活病毒中和试验测定中和活性；通过流式细胞术检测抗体依赖性单核细胞吞噬作用（ADCP）、抗体依赖性中性粒细胞吞噬作用（ADNP）、抗体依赖性补体沉积（ADCD）和抗体依赖性NK细胞活化（ADNKA）等Fc介导效应功能；使用ELISA方法评估Fc受体（FcγR1、FcγR2A、FcγR2B、FcγR3A、FcγR3B、FcαR）和C1q与抗原特异性抗体的结合；采用MSD V-PLEX呼吸道Panel 4检测流感病毒和RSV特异性抗体；计算多功能性评分和广度评分进行综合比较。

三、研究结果

IVIG与CCP在D614G刺突蛋白上具有相当的抗体水平和功能活性

在等量总IgG（250 μg/mL）条件下，IVIG批次和CCP样本对全长刺突蛋白特异性IgG水平相当，而IVIG中核衣壳特异性IgG低于CCP，但S1特异性IgG高于CCP。中和活性、ADCP、ADNP和ADNKA活性在CCP和IVIG之间相当，而IVIG的ADCD活性显著高于CCP。IVIG批次的多样性评分更高且更一致，而CCP则高度变异。

IVIG含有针对新兴SARS-CoV-2变异株的升高水平抗体

IVIG对包括D614G、Alpha、Beta、Delta、C.1.2、Omicron、XBB.1.5、JN.1、KP.2、XEC和XFG在内的多种变异株刺突蛋白结合水平显著高于CCP，包括对在IVIG生产（2022-2023年）之后才出现的变异株（如XFG、XEC、JN.1和KP.2）也表现出更高结合活性。IVIG对SARS-CoV-1的结合抗体水平高于CCP，但对MERS-CoV无差异。IVIG在变异株和季节性冠状病毒方面的广度评分显著高于CCP。

IVIG对XBB.1.5刺突蛋白具有升高的Fc效应活性

针对XBB.1.5，大部分CCP和IVIG样本失去中和活性，但IVIG仍维持更高的复合效应活性，其中ADCD和ADNKA分泌IFNγ和TNFα显著高于CCP，导致IVIG的多样性评分显著更高。C1q与D614G和XBB.1.5刺突特异性抗体的结合在IVIG中显著富集，D614G中IVIG的C1q结合比CCP高近30倍，XBB.1.5中高4倍。FcγR结合在IVIG中也升高2至4倍。网络分析显示XBB.1.5变异株特异性抗体之间存在更强更广的相关性。

IVIG对后期出现的XEC和XFG变异株表现出差异化的Fc介导效应功能

针对XEC，IVIG的ADCP和ADNP活性显著低于CCP，而针对XFG两者无显著差异。相反，IVIG对XEC和XFG均表现出比CCP更高的ADCD活性，所有NK细胞介导功能均显著高于CCP。IVIG对XEC和XFG的总体Fc效应多功能性显著大于CCP。IVIG含有显著更高的针对两种变异株的总IgG、IgG1、IgG2和IgG4，而IgG3水平相当。相关性分析显示，XEC特异性IgG1、IgG2和IgG4与ADCD和ADNKA强相关，而ADNP和ADCP与IgG3和IgA相关。

每次治疗剂量下IVIG比CCP含有更多抗体

按临床给药方案计算（CCP每次治疗500 mL，IVIG按600 mg/kg即70 kg患者42 g计算），IVIG中针对SARS-CoV-2 S和N蛋白的所有IgG抗体均显著高于CCP，除IgG3滴度相当外。IgG亚类特异性结合在IVIG中同样升高，而CCP中IgA1、IgA2和IgM滴度显著高于IVIG。

IVIG含有升高的自身抗体和其他呼吸道病毒抗体

IVIG含有比CCP更高水平的针对多种细胞因子（IL-6、IL-1β、IFNα）和趋化因子（CXCL5、CXCL8、CXCL13、CXCL16、CCL8、CCL11、CCL13、CCL21、CCL24、CCL25）的结合抗体。在呼吸道病毒方面，IVIG对A/Wisconsin/588/2019 H1N1的抗体水平显著高于CCP，对B/Phuket/3073/2013 HA呈升高趋势（P=0.087），对RSV预融合F蛋白的抗体水平显著高于CCP。

四、讨论与结论

尽管SARS-CoV-2疫苗有效，但免疫受损患者仍需多克隆抗体疗法。CCP供者中超过FDA推荐中和抗体滴度1:640的比例不足20%，而IVIG在医院中广泛可得，可作为一致的SARS-CoV-2特异性多克隆抗体来源。IVIG在等量IgG基础上具有与CCP相当的中和活性和效应功能，且由于汇集多供者的浓缩性质，单次IVIG治疗可能相当于超过12至120升CCP的输注量。IVIG对在其生产后才出现的变异株保留Fc介导活性，反映了通过累积暴露于早期变异株和疫苗接种产生的交叉反应性。小鼠模型研究证明，含有识别XBB.1.5抗体的IVIG预防性给药即使缺乏中和活性也能防止感染，且保护依赖于Fc受体。IVIG中ADCD显著升高，但IVIG已被报道可通过抑制C3转化酶或隔离补体成分来减弱补体激活，因此高水平的C1q和C3沉积可能不反映IVIG介导补体激活的最终作用。IVIG缺乏IgA和IgM可能是其吞噬活性受限的原因，而IgG富集则有利于ADCD和ADNKA功能。IVIG还含有结合促炎细胞因子和趋化因子的抗体，可能有助于减轻严重呼吸感染中的炎症病理。研究局限性包括分析的IVIG批次数量有限且生产时间窗口相对集中，体外实验不能确定体内保护作用。总之，2021年后生产的IVIG批次具有广谱SARS-CoV-2抗原广度和稳健的多功能性抗病毒抗体应答，支持IVIG作为SARS-CoV-2抗体的可靠来源，并强调需要进一步临床试验评估在呼吸道病毒感染中早期和/或预防性IVIG给药的价值。