保守的CD4 T细胞应答与实体器官移植受者二价SARS-CoV-2疫苗接种后的抗体中和作用相关

《Frontiers in Immunology》：Conserved CD4 T-cell responses correlate with antibody neutralization in solid organ transplant recipients after bivalent SARS-CoV-2 vaccination

　　

摘要：引言：针对SARS-CoV-2和流感的疫苗因病毒演化需要重新配制。目前尚不清楚针对演化抗原的疫苗接种如何影响T细胞应答，以及重新配制对免疫功能低下宿主中新变异株T细胞应答的影响。实体器官移植受者（SOTRs）在疫苗接种后抗体水平显著较低，并在COVID-19大流行期间需要重复加强免疫。方法：随着2022年二价mRNA疫苗引入Omicron刺突（S）蛋白，研究人员通过使用包含保守或突变S序列的肽库进行细胞内细胞因子染色，评估了对Omicron突变S序列具有交叉反应性的T细胞应答的相对贡献。结果：S特异性CD4 T细胞在二价疫苗接种前后均能识别保守和Omicron突变S序列，即使在没有通过新型肽库T细胞应答检测到的既往感染证据的情况下也是如此。针对保守和Omicron突变序列的CD4 T细胞应答与BA.5 S的抗体伪中和作用相关。重要的是，二价疫苗接种前的保守S CD4 T细胞应答与二价疫苗接种后BA.5 S的抗体伪中和作用显著相关。讨论：这些结果强调了保守和交叉反应性应答在疫苗免疫原性中的重要性，为重复加强免疫如何增强SOTRs和其他免疫功能低下人群的疫苗免疫原性提供了机制。

**论文解读：保守CD4 T细胞应答在实体器官移植受者二价SARS-CoV-2疫苗接种后与抗体中和作用相关**

**研究背景与问题**
病毒变异是有效疫苗开发的主要障碍，SARS-CoV-2（严重急性呼吸综合征冠状病毒2型）的持续演化导致疫苗需重新配制以应对新兴变异株。抗体压力驱动病毒全球演化，但T细胞应答在预防重症COVID-19（新型冠状病毒病）中发挥重要作用，尤其针对部分逃逸抗体的变异株。然而，疫苗诱导的交叉反应性T细胞应答在免疫功能低下人群中的作用尚不明确。实体器官移植受者（SOTRs）因使用免疫抑制药物，疫苗接种后免疫应答较弱，重症感染风险持续较高。尽管多次加强免疫可提高抗体水平，但重复接种如何影响T细胞应答及其对新型变异株的交叉反应性，尤其在SOTRs中仍未充分探索。本研究旨在阐明二价mRNA疫苗接种对SOTRs中S特异性CD4 T细胞应答的影响，并评估保守与突变序列的T细胞应答在抗体中和中的作用。

**研究目的与意义**
研究人员通过对SOTRs队列进行二价疫苗接种前后免疫应答的比较，揭示了CD4 T细胞应答在疫苗免疫原性中的关键作用。研究证实，保守和交叉反应性T细胞应答是SOTRs产生对新变异株抗体应答的基础，且重复加强免疫可增强这些应答。该成果发表于《Frontiers in Immunology》，为优化免疫功能低下人群的疫苗策略提供了重要依据，强调在疫苗设计中应保留保守T细胞表位。

**主要关键技术方法**
1. **样本队列**：来自美国约翰霍普金斯大学国家前瞻性观察队列的24例SOTRs，接受二价SARS-CoV-2 mRNA疫苗，另设健康对照（HCs）组。
2. **抗原召回试验**：使用包含祖先株（Anc）或Omicron BA.4/5全长S蛋白的肽池，以及由保守序列（CON）和Omicron突变序列（MUT）组成的15氨基酸肽池（11氨基酸重叠），刺激外周血单个核细胞（PBMCs），通过细胞内细胞因子染色（ICS）结合流式细胞术检测CD4 T细胞产生IFNγ、TNF、IL-2、IL-21的能力。
3. **抗体中和检测**：采用Meso Scale Discovery（MSD）ACE2抑制试验评估血浆对祖先株和BA.5 S蛋白的假中和活性（%ACE2抑制）。
4. **高维流式细胞术分析**：通过UMAP、Xshift等算法对CD4 T细胞表型进行聚类分析，鉴定多功能性细胞因子组合及活化标志物（如PD-1、Glut-1）表达。

**研究结果**

**2.1 二价mRNA免疫增强SOTRs中S特异性抗体和多功能性CD4 T细胞**
与二价疫苗接种前相比，接种后SOTRs对BA.4/5 S肽的IFNγ和IL-21产生频率显著增加，而对祖先株S肽仅IL-21显著增加。多功能性分析显示，BA.4/5刺激的CD4 T细胞在接种后出现更多多功能性细胞因子类别（如IFNγ+TNF+），而祖先株刺激仅增加IL-2+IL-21+TNF+和IL-21+TNF+类别。

**2.2 既往感染影响T细胞应答幅度而非质量**
通过非S肽池（NS）检测发现6例未报告感染，这些SOTRs在接种前S特异性CD4 T细胞频率较高。既往感染者在二价接种后多功能性细胞因子类别无显著增加，提示感染已预先增强应答。但无论有无感染，接种后BA.4/5特异性多功能性细胞因子谱组成相似。

**2.3 二价接种后Omicron与祖先株S肽刺激的CD4 T细胞应答差异**
接种后，BA.4/5刺激的CD4 T细胞中IFNγ+和TNF+频率显著高于祖先株刺激。多功能性分析表明，BA.4/5特异性应答以IFNγ和TNF为主，而祖先株应答以IL-2和IL-21为主。表型聚类显示，BA.4/5刺激的CD4 T细胞富集高TNF、IFNγ的效应活化表型，而祖先株刺激富集高IL-21、CXCR3的Tfh样表型。

**2.4 CD4 T细胞多功能性应答归因于保守和Omicron突变S序列**
使用CON和MUT肽池发现，二价接种后MUT特异性CD4 T细胞频率显著升高，但接种前后CON和MUT刺激的单个细胞因子频率无差异。接种后，CON和MUT特异性CD4 T细胞的多功能性（四、三、二、一细胞因子组合）无显著差异，说明BA.4/5应答的多功能性源于对保守和突变序列的交叉反应。

**2.5 保守和突变S特异性CD4 T细胞与BA.5抗体中和相关**
二价接种后，CON和MUT特异性CD4 T细胞频率均与BA.5假中和活性中度相关（r=0.41和0.40）。重要的是，二价接种前CON特异性CD4 T细胞频率与接种后BA.5假中和活性显著正相关（r=0.51），而MUT特异性无此关联。此外，接种前CON和MUT特异性CD4 T细胞频率与接种后对应频率显著正相关。

**2.6 SOTRs与健康对照的CD4 T细胞应答无差异**
二价接种后，SOTRs与HCs在CON和MUT肽刺激下的CD4 T细胞频率及多功能性无显著差异，表明多次加强免疫使SOTRs的应答水平接近健康人群。

**讨论与结论**
研究表明，SOTRs中CD4 T细胞对保守S序列的交叉反应性在二价接种前已存在，并可通过重复加强免疫扩增。保守和突变S特异性CD4 T细胞与抗体中和相关，提示T细胞应答是抗体产生的重要辅助机制。二价疫苗虽引入Omicron S序列，但T细胞应答主要依赖对保守表位的识别，而非从头生成新表位特异性T细胞。因此，疫苗重新配制对T细胞应答的改善可能不如对B细胞应答显著，但增加含保守表位的加强剂量是增强SOTRs对新变异株免疫应答的关键。结论：对SOTRs额外接种疫苗不仅改善抗体应答，还增强CD4 T细胞应答幅度。尽管疫苗重新配制与循环变异株匹配对T细胞应答可能非必需，但含有保守或交叉反应性T细胞表位的额外剂量对SOTRs产生有效T细胞应答至关重要。