《eBioMedicine》：The role of mucosal IgA in protection against influenza A H1N1 virus infection in a real-world setting
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当前获批的流感疫苗与严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫苗在预防症状性疾病方面效果显著，但其预防感染的能力有限，这可能归因于抗原漂移以及无法诱导保护性黏膜免疫。突破性感染在高疫苗接种率人群中仍然常见，不仅使脆弱人群面临严重疾病和死亡风险，持续
当前获批的流感疫苗与严重急性呼吸综合征冠状病毒2（SARS-CoV-2）疫苗在预防症状性疾病方面效果显著，但其预防感染的能力有限，这可能归因于抗原漂移以及无法诱导保护性黏膜免疫。突破性感染在高疫苗接种率人群中仍然常见，不仅使脆弱人群面临严重疾病和死亡风险，持续的病毒传播还促进病毒突变，可能导致传播力增强和/或毒力增加。呼吸道黏膜中的免疫球蛋白A（IgA）在宿主防御中发挥关键作用，通过在病毒入侵点中和病原体并阻止其黏附于上皮细胞，从而限制呼吸道病毒感染和传播。IgA在呼吸道黏膜中主要以聚合形式存在，由两个或多个单体IgA分子通过连接链（JC）连接而成。黏膜上皮细胞表达多聚Ig受体（pIgR），介导含JC的聚合IgA跨上皮转运至外分泌液中。pIgR在转运过程中被蛋白水解切割，释放其胞外结构域与聚合IgA结合形成分泌成分（SC），最终产生分泌型IgA（sIgA）。这种聚合结构保护分泌型IgA免受蛋白水解降解，拓宽其交叉结合能力，并增强其亲和力。
系统性免疫应答对流感病毒感染的研究已较为充分，但自然流感感染后黏膜IgA应答的临床研究 surprisingly 有限。相比之下，多项近期报告表明SARS-CoV-2感染可诱导稳健的黏膜IgA应答。然而，肌肉注射给药的流感病毒和SARS-CoV-2疫苗诱导的黏膜IgA应答有限，这可能解释了其无法预防感染和后续传播的原因。针对COVID-19和流感的免疫相关指标研究主要集中于循环抗体，特别是IgG型抗体，而黏膜IgA的保护作用尚未充分阐明。
研究人员利用持续进行的COMMUNITY队列研究（NCT06784739），通过定期定量聚合酶链式反应（qPCR）筛查计划，对斯德哥尔摩地区的医护人员进行纵向前瞻性队列研究，以检测包括轻症感染在内的感染事件。该研究旨在评估抗原特异性黏膜IgA作为预防流感病毒感染免疫相关指标的作用，研究H1特异性鼻腔IgA和血清IgG对流感病毒感染的影响，并将同一队列的SARS-CoV-2数据作为内部对照。
该研究的研究背景在于，尽管现有肠外给药疫苗能有效预防重症流感，但其对感染的防护作用有限，这很可能是因为它们诱导黏膜免疫的能力不足。然而，直接证明黏膜抗体介导人类流感病毒感染防护的临床证据一直缺乏。研究人员旨在评估抗原特异性黏膜IgA作为预防流感病毒感染免疫相关指标的作用。
目前存在的问题包括：肠外疫苗诱导的黏膜免疫有限，导致无法有效预防感染和传播；突破性感染在高接种率人群中持续发生；许多感染尤其是无症状或轻症病例未被察觉，使得免疫相关指标研究面临挑战；缺乏自然感染后黏膜IgA轨迹的临床数据，尤其是针对流感A病毒的数据稀缺。
研究人员开展了以下研究：利用前瞻性队列研究设计，分析基线时、甲型（H1N1）流感病毒和SARS-CoV-2感染后以及肌肉注射流感和SARS-CoV-2疫苗后配对的抗原特异性血清IgG和鼻腔IgG应答。随后，在2023-2024年瑞典斯德哥尔摩为期4个月的居家qPCR筛查中，评估基线抗体水平、疫苗接种与后续甲型（H1N1）流感病毒或SARS-CoV-2感染风险之间的关联。
研究得出的主要结论是：基线鼻腔H1特异性IgA高于中位数与H1N1感染风险降低相关（发生率比IRR 0.23，95%置信区间CI 0.05-0.75，p=0.026），而血清IgG和近期疫苗接种则未显示此关联。基线鼻腔H1特异性IgA每增加两倍，感染风险显著降低（IRR 0.69，95% CI 0.51-0.92；p=0.014）。SARS-CoV-2的黏膜IgA也观察到类似发现。
该研究的重要意义在于：首次在真实世界大规模队列中直接关联黏膜IgA与流感病毒感染防护；强调需要能够产生 robust 黏膜保护力以阻断感染本身的新型疫苗策略；提示应将黏膜终点纳入下一代感染阻断免疫疫苗的开发；为应对具有大流行潜力的呼吸道病原体提供了重要的免疫学见解，可加强疫情 preparedness。
该论文发表于《eBioMedicine》。
研究人员为开展此项研究所用到的主要关键技术方法包括：基于瑞典斯德哥尔摩地区COMMUNITY队列（NCT06784739）的926名 members 的前瞻性队列设计；居家自我采集鼻咽/口咽/唾液样本进行qPCR筛查；使用电化学发光免疫分析（electrochemiluminescence immunoassay, MSD）定量检测抗原特异性鼻腔IgA和血清IgG水平，该检测经优化适用于黏膜采样；采用Poisson回归模型并设置log偏移量评估基线抗原特异性鼻腔IgA或血清IgG水平及近期疫苗接种与感染风险的关联。
研究结果部分：
甲型H1N1流感病毒和SARS-CoV-2感染增强血液IgG和呼吸道黏膜IgA。通过分析感染后4-6个月的随访样本，研究发现甲型H1N1流感病毒和SARS-CoV-2感染后，抗原特异性鼻腔IgA水平均显著升高（H1N1：中位倍数变化8.0，p=0.007；SARS-CoV-2：中位倍数变化3.0，p<0.001），抗原特异性血清IgG水平也均显著增加（H1N1：中位倍数变化4.5，p<0.001；SARS-CoV-2：中位倍数变化2.5，p<0.001）。
SARS-CoV-2和流感疫苗接种增强血液IgG但非呼吸道黏膜IgA。分析2022-2023年冬季季节前收集的接种前和接种后1-3个月样本，研究发现季节性流感和SARS-CoV-2 mRNA疫苗接种后抗原特异性血清IgG水平均升高（p<0.001），但两种疫苗接种后抗原特异性鼻腔IgA水平均略有下降（流感疫苗：p=0.015；SARS-CoV-2疫苗：p=0.006）。
呼吸道黏膜抗原特异性IgA与预防甲型H1N1流感病毒和SARS-CoV-2感染相关。排除基线当天感染或接种及缺失基线数据者后，883名参与者纳入流感分析，842名纳入SARS-CoV-2分析。基线鼻腔抗原特异性IgA水平在后来感染H1N1（p=0.024）或SARS-CoV-2（p<0.001）者中较低。基线H1特异性鼻腔IgA高于中位数者H1N1感染风险显著降低（IRR 0.23，CI：0.05-0.75，p=0.026），基线H1特异性鼻腔IgA每增加两倍感染风险降低（IRR：0.69，CI：0.51-0.92，p=0.014）。H1特异性血清IgG与感染风险无显著关联。SARS-CoV-2方面，基线spike特异性鼻腔IgA高于中位数者感染风险降低（IRR：0.33，CI：0.17-0.60，p<0.001），每增加两倍感染风险降低（IRR：0.75，CI：0.67-0.84，p<0.001）；基线spike特异性血清IgG高于中位数也与感染风险降低相关（IRR：0.46，CI：0.25-0.83，p=0.012），但每增加两倍无显著关联。
尽管疫苗在预防重症方面仍高度有效，但疫苗接种与随访期间轻症H1N1或SARS-CoV-2感染风险无关联。将926名qPCR筛查参与者按基线采样前30天内是否接种分层分析，排除基线前31-180天接种者后，流感分析纳入895名参与者（419名近期接种），SARS-CoV-2分析纳入809名（109名近期接种）。鼻腔抗原特异性IgA在接种与未接种者间无差异，而血清IgG在接种者中更高。近期流感或SARS-CoV-2疫苗接种与相应病毒感染风险无关联（IRR：1.06，CI：0.38-3.03，p=0.917；IRR：0.69，CI：0.26-1.52，p=0.398）。
讨论部分总结：
研究人员指出，甲型H1N1流感病毒感染确实引发了血液和呼吸道黏膜中的 robust 抗体应答，且高滴度抗H1 IgA与感染风险降低相关。流感减毒活疫苗经鼻给药可诱导持续性黏膜IgA应答，但真实世界临床数据有限。该研究扩展了既往发现，证明H1特异性IgA在自然感染后鼻腔分泌物中持续升高长达六个月，为之前有限的小型研究和挑战试验提供了补充。
关于免疫相关指标，研究人员强调抗原特异性鼻腔IgA与流感A H1N1病毒感染防护相关，而H1特异性血清IgG在本队列中未显示此关联，这与既往报告血清IgG与感染风险降低强相关的研究不同。研究人员解释，这种差异可能源于其队列中高疫苗接种率背景——高血清IgG主要由肌肉注射疫苗而非近期感染产生，而在疫苗覆盖率低、病毒传播高的环境中，高血清IgG更可能反映近期感染并伴随黏膜抗体应答。SARS-CoV-2方面观察到spike特异性血清IgG与感染风险的 modest 关联，可能部分反映近期感染及相关黏膜免疫。研究人员推测，仅诱导血清IgG而无黏膜IgA应答的疫苗可能不足以预防感染，SARS-CoV-2研究支持这一解释，即鼻腔分泌型IgA对Omicron亚变体可能具有比配对血清抗体更强的中和效力和更广泛的spike结合广度。
关于疫苗效果，研究人员指出肌肉注射四价流感和SARS-CoV-2 mRNA疫苗与感染风险降低无关联，与其有限诱导黏膜IgA一致。2023-2024冬季瑞典流行的H1N1毒株与疫苗株匹配良好，因此缺乏感染防护关联不太可能源于毒株不匹配，而更可能源于肌肉注射途径无法诱导黏膜IgA。研究人员同时强调，这些疫苗在预防症状性和严重疾病方面仍然高度有效，保护感染与保护严重结局是不同的免疫学终点。
该研究的局限性包括：qPCR筛查期间甲型H1N1流感感染人数相对较少，无法确定保护性黏膜IgA阈值；其他亚型流感感染数少，无法进行亚型特异性分析；缺乏黏膜抗体的功能性评估（因样本量有限、免疫球蛋白浓度低及基质干扰，活病毒中和试验技术挑战大）；缺乏感染症状严重程度、持续时间及随访期间个人防护装备使用、家庭接触暴露等详细信息。
研究结论部分翻译如下：
COVID-19大流行凸显了人类对新兴呼吸道病原体的脆弱性。尽管现有疫苗在减少重症疾病方面发挥重要作用，有效预防呼吸道病毒感染和传播仍然面临持续挑战。尽管疫苗开发取得重大进展，当前策略仍主要通过肌肉注射疫苗诱导系统性免疫。虽然这些疫苗在减少重症疾病和死亡方面有效（这仍是其核心公共卫生效益），但研究人员的结果强调了它们在预防感染、复制和后续病毒传播方面的有限能力，从而促进了突变变体的出现和传播。研究人员的发现进一步强调了抗原特异性黏膜IgA在预防流感A病毒和SARS-CoV-2感染中的重要性，这两种病毒均具有高pandemic潜力。迫切需要聚焦于产生 robust 呼吸道黏膜IgA应答的策略，以降低感染率并作为疫情 preparedness 措施。
