《Immunological Reviews》：The Dual Role of Preexisting Immunity in Influenza: Protective Recall Versus Constraint of Novel Responses
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预存流感免疫可提供针对抗原匹配病毒的快速保护，但也可能限制对漂移变异株的反应。本综述探讨了既往感染或疫苗接种何时以及为何具有保护作用与有害作用，以及哪些生物学机制——循环抗体介导的表位掩蔽、抑制性FcγRIIb信号传导以及亲和力成熟记忆B细胞的竞争主导——驱动
预存流感免疫可提供针对抗原匹配病毒的快速保护，但也可能限制对漂移变异株的反应。本综述探讨了既往感染或疫苗接种何时以及为何具有保护作用与有害作用，以及哪些生物学机制——循环抗体介导的表位掩蔽、抑制性FcγRIIb信号传导以及亲和力成熟记忆B细胞的竞争主导——驱动这些结果。研究人员综合了人类队列、血清学和疫苗效力数据以及机制性小鼠和命运图谱研究，以探索疫苗制剂、抗原剂量、抗原距离和T细胞帮助如何调节记忆回忆与初始B细胞募集之间的平衡。最后，研究人员概述了（更高剂量、佐剂、多价展示和审慎的毒株选择）策略，以恢复针对逃逸表位的新生反应并改善疫苗性能。
1 当前季节性流感疫苗：靶点、制剂与效力
中和抗体是大多数疫苗保护的关键介质。针对流感病毒最potent的中和抗体靶向血凝素（hemagglutinin, HA）暴露头部受体结合位点（receptor binding site, RBS）周围的表位，并阻断病毒附着于宿主细胞上的唾液酸。血凝抑制（hemagglutination inhibition, HI）试验可检测阻断病毒附着于红细胞上唾液酸的抗体，已被确立为保护性相关指标。RBS周围的表位在抗体正选择压力下通过点突变快速进化，此过程称为抗原漂移，可产生感染既往暴露个体的变异株。世界卫生组织（World Health Organization, WHO）协调全球流感监测，并根据抗原和遗传数据每年建议更新疫苗毒株组成。疫苗配方要求每种毒株至少含15 μg HA。最广泛使用的疫苗包含经灭活和去污剂裂解的鸡胚或细胞培养病毒。增强制剂包括针对老年人的MF59佐剂和高剂量（60 μg HA/毒株）灭活疫苗、重组HA蛋白疫苗（45 μg HA/毒株）以及鼻内接种的减毒活流感疫苗。荟萃分析估计总体疫苗效力（vaccine effectiveness, VE）约为60%，其中针对A(H3N2)的效力显著低于A(H1N1)。
2 抗体反应的发展及抗原制剂的影响
疫苗接种后抗体滴度上升是因为抗原反应性B细胞分化为抗体分泌浆母细胞和长寿命浆细胞。初次暴露期间，初始B细胞通过表面免疫球蛋白（B细胞受体，B cell receptor, BCR）结合和内化抗原，然后在主要组织相容性复合体II类分子（MHC-II）上呈递肽段给CD4+ T细胞。T细胞帮助的质量和数量决定B细胞是进入生发中心（germinal centers, GCs）还是在滤泡外分化为低亲和力IgM浆母细胞或IgM记忆B细胞。GCs包含暗区（B细胞增殖并进行BCR体细胞超突变）和明区（携带更高亲和力突变BCR的B细胞获得更多T细胞帮助并被选择存活）。随着B细胞在这些区域循环并获得亲和力，它们分化为记忆B细胞进而形成浆细胞。亲和力成熟以及降低记忆B细胞共刺激阈值的表观遗传变化，显著增加了它们分化为浆母细胞的倾向，从而在再次暴露时促进更快、更大的抗体反应。这也解释了为什么变异株疫苗引发的浆母细胞主要来源于记忆B细胞。婴儿和其他物种的研究表明，初次暴露诱导的体液反应强度依次为：感染最强，其次为佐剂灭活疫苗，未佐剂灭活疫苗最弱，这可能反映了与未佐剂灭活疫苗相比，活病毒和佐剂疫苗引发更强的CD4+ T细胞和GC反应。
3 既往感染偏向并增强抗体反应
既往流感感染增强了儿童初次免疫后的HI抗体反应，类似发现在雪貂和小鼠中也存在。这些观察结果与灭活疫苗比感染更弱地启动免疫一致。然而，生命早期暴露也可能偏向或限制对后来遇到的抗原漂移毒株的反应。
3.1 抗体偏向先前遭遇毒株的证据
Francis和Davenport在20世纪40年代和50年代进行了开创性研究，表明抗体滴度通常最高针对生命早期遇到最早的流感毒株，并在接种近期毒株后持续存在。这些观察导致了原始抗原罪假说：“当随后暴露于抗原组成多变但相关的流感病毒时，针对初次感染毒株的抗体水平得到加强，而对流行病毒的血清学反应可能被抑制”。当代队列和横断面研究证实并扩展了这些发现，测量了针对1968年至至少2008年的A(H3N2)病毒的HI抗体滴度。Lessler等人提出了“抗原资历”，表明一生中诱导的记忆B细胞集体主导回忆反应。Fonville等人证明A(H3N2)感染会回溯增强针对先前识别毒株的抗体。回溯增强的幅度随着与感染病毒抗原距离的增加而下降，这与当同源表位足够保守以结合BCR时记忆B细胞的再激活一致。因此，针对生命早期病毒的抗体滴度可能最高，因为每次感染都会增量回溯增强针对抗原相关的早期毒株的反应。然而，两项澳大利亚疫苗研究的血清分析表明，这种连续遭遇毒株抗体滴度递减的模式也可能反映了在预存抗体存在下新生反应的减弱。相比之下，比较有和无近期既往感染的成年人的首次疫苗反应显示，尽管既往感染者的接种前滴度较高，但其接种后滴度和滴度升高幅度更大。这凸显了既往免疫效应的复杂性：现有抗体可能标志着记忆B细胞的存在并与增强反应相关，或者可能抑制B细胞反应。
4 抗体反应与重复接种的临床影响
虽然灭活疫苗在既往致敏的儿童中诱导强烈的抗体反应，但是否重复年度接种能维持抗体产生和临床保护仍存在争议。
4.1 疫苗效力（VE）研究
对重复接种的关注出现在20世纪70年代，当时Hoskins发现灭活全病毒疫苗保护了首次接种的寄宿学校男生，但未保护那些之前用较早疫苗株接种的人。20世纪80年代的5年随机试验未发现全病毒疫苗效力随既往接种次数增加而一致下降，尽管在一个季节观察到A(H3N2)感染增加。该问题在2010年左右重新出现，当时一项家庭队列研究报告连续两季接种者比单季接种者的VE更低。随后的调查揭示了既往接种的可变效应，表明效应受亚型主导性和疫苗株与循环株之间的抗原差异调节。荟萃分析（涵盖2009–2016年17项研究；2016–2022年41项研究）显示与上一季接种相关的VE适度但显著降低，特别是针对A(H3N2)，尽管各季节之间存在显著异质性。很少有研究检查多次既往接种。评估严重或住院流感的研究显示三到五季既往接种无有害影响。相反，实验室确诊流感研究一致报告超过两季既往接种的VE降低，主要针对A(H3N2)。
4.2 血清学研究
血清学研究反映了VE研究中看到的异质性。检查单一既往年份接种的研究不同程度地报告抗体滴度的减弱、增强或无影响。相比之下，连续多年年度接种的研究一致报告接受第四次及以上连续灭活流感疫苗参与者的接种后滴度降低，相较于首次或第二次接种者。在医护工作者队列中，连续第四次接种疫苗个体的血清转化率可低至5%–10%，而在首次接种者中仍高于60%。重复接种与针对A(H1N1)和A(H3N2)的HI抗体滴度减弱相关，而临床影响对A(H3N2)最大。A(H3N2)病毒表现出比A(H1N1)病毒更大的抗原异质性和更快的抗原漂移，并且接种后对疫苗株的滴度可能高估保护，因为它们高于针对循环A(H3N2)病毒的滴度，特别是在发生突破性A(H3N2)感染的个体中。综合来看，文献表明在重复接种背景下，既往免疫反应导致比连续感染更大的减弱，这可能反映了以下一个或多个因素：裂解灭活疫苗制剂的免疫原性较低、接种之间较短的间隔或连续疫苗株之间较小的抗原距离。
5 预存抗体限制针对同源表位的B细胞反应，但可能不妨碍针对逃逸表位的反应
抗体在将抗原递呈给树突状细胞以诱导T和B细胞反应中具有重要角色，但同样明确的是，针对灭活疫苗的抗体反应随着预存抗体滴度的增加而降低。其中几项研究显示抗原特异性浆母细胞反应伴随接种前抗体滴度的增加而下降。一个关键问题是预存抗体是通过清除抗原来广泛抑制B细胞（图1A），还是通过结合抑制性FcγRIIb受体（图1B），或者通过掩蔽同源和邻近表位（图1C）来更狭窄地抑制，但不一定抑制逃逸表位。基于人类血清学的数学模型支持针对HA头部与茎部区域的抗体仅限制匹配区域的增强，与表位掩蔽一致。
5.1 被动转移抗体通过表位掩蔽抑制初始B细胞活化
在免疫灭活病毒之前将单克隆抗体（monoclonal antibody, mAb）被动转移至针对A(H1N1) HA抗原位点Sb的naive小鼠体内，可抑制GC反应、浆母细胞形成和抗体产生。Fab片段将抑制作用限制在Sb特异性反应，而全长mAb还抑制对邻近HA表位的B细胞反应，但不抑制对神经氨酸苷酶的反应。通过全长mAb消除FcγR结合不能恢复反应，表明抗体通过掩蔽同源和邻近表位来阻断初始B细胞活化。
5.2 小鼠记忆和新生B细胞在回忆反应中的遗传命运图谱显示预存抗体阻断同源但不阻断逃逸表位反应
在回忆反应中剖析预存抗体是否抑制记忆和/或初始B细胞活化更具挑战性。Victora及其同事通过基因工程改造小鼠，使记忆和新生B细胞及其产生的抗体携带不同的Strep和FLAG标签。他们表明次级GC主要由初始B细胞组成，只有极小部分在初次免疫中诱导的记忆克隆。然而，当初次和加强使用相同的HA蛋白时，初始GC B细胞的活化有限；相反，当加强抗原不同时，会产生新生记忆B细胞并对三级抗体反应做出重大贡献。通过将命运图谱小鼠与无法产生抗体分泌细胞的小鼠杂交，他们表明在没有预存抗体的情况下，二级反应中可产生新生记忆。在这些模型中，抗体抑制B细胞反应不需要FcγRIIb信号传导。半抗原-载体实验表明，来自记忆T细胞的帮助使得GC在次级反应中形成，但不能克服产生新生记忆所需的亲和力成熟的抗体介导的抑制。这些数据支持以下推论：针对未被抗体掩蔽的逃逸表位可以诱导新生记忆。因此，Victora等人提出抗体介导的掩蔽和对同源B细胞的抑制将新生GC导向变异特异性表位（图2）。命运图谱实验也证实浆母细胞以及随之产生的抗体大多来源于记忆B细胞。浆母细胞产生在三焦暴露于二焦暴露期间减少，并且过继性记忆B细胞转移表明记忆B细胞分化被高预存抗体滴度抑制（图2）。半抗原-载体实验表明记忆T细胞减轻抗体介导的对记忆B细胞分化的抑制。这一机制可能部分解释为什么重复接种与特别减弱的抗体反应相关，因为灭活疫苗引发相对较弱的T细胞反应。
6 人类中竞争机制的证据：掩蔽与记忆主导与抑制性Fc参与
小鼠模型清楚地表明预存抗体可以阻断同源表位，从而将GC B细胞反应导向逃逸表位。然而，人类数据呈现出更复杂的图景。当三价疫苗中只有单个毒株更新时，连续两年接种个体的浆母细胞反应优先靶向新引入的变异株。相反，B细胞受体测序表明疫苗应答的B细胞是回忆的记忆B细胞克隆，而不是可能靶向逃逸表位的新生克隆。此外，频繁接种与针对更新疫苗组分的较差抗体反应相关，并且与引流淋巴结GC中HA反应性B细胞的检测减少相关。人类具有复杂的暴露史，并拥有针对相对广泛的HA表位和毒株的抗体，这可能限制可用的逃逸靶点并减弱相对于命运图谱小鼠的新生反应。小鼠命运图谱实验中其他可能有利于新生B细胞反应的特征包括高抗原剂量（每只小鼠20 μg）、使用佐剂、重组HA蛋白而非灭活裂解病毒，以及两次同源加强。人类研究暗示除了预存抗体之外的因素也参与了重复接种后抗体反应的减弱：许多重复接种个体的预存抗体滴度较低，并且在调整或匹配基线滴度后，重复接种效应仍然存在。竞争性记忆B细胞主导（图3）被提议作为一种限制针对逃逸表位的新生B细胞反应的机制。亲和力成熟的记忆B细胞比初始B细胞更有效地捕获抗原，并且已经能够共刺激CD4+ T细胞；因此，记忆B细胞可能在进入GC所需的T细胞帮助方面胜过初始B细胞。这一提议源于人类抗体反应集中在连续遇到的A(H1N1)和A(H1N1)pdm09毒株之间保守的罕见表位上的报告，以及少数特征明确参与者的HA反应性浆母细胞反应由相对较少的克隆主导。然而，浆母细胞及其抗体可能不能代表应答B细胞的全部表位广度，因为它们主要来自高亲和力类别转换的记忆B细胞。与记忆主导假说相反，研究人员最近（未发表）的研究表明，在重复接种的医护人员中，HA反应性记忆B细胞的活化、扩增和分化减弱。通过流式细胞术使用重组HA抗原评估了147名医护人员的876份样本。其中62人在入组前5年内未接种流感疫苗，而95人每年都接种。一种可能性是记忆B细胞继续结合其同源表位于更新的疫苗株中，从而限制新生反应，但随着表位突变，它们的BCR亲和力下降，其反应性减弱（图4A）。此外，抗原与预存抗体复合物对BCR的低亲和力结合可能进一步抑制记忆B细胞反应，因为在缺乏生产性BCR共交联的情况下结合FcγRIIb可以传递抑制信号并促进凋亡（图4B）。与该模型一致，FcγRIIb在记忆B细胞上的表达高于初始B细胞，并且抗体反应在FcγRIIb缺陷小鼠中得到增强。
7 改善针对更新疫苗株免疫力的策略
综合证据表明，灭活流感疫苗有效地驱动记忆B细胞分化，产生浆母细胞和抗体，但它们微弱激活初始B细胞。现有的记忆B细胞可能进一步限制初始B细胞活化和针对逃逸表位的新生记忆形成。虽然现有抗体可以驱动新生GC B细胞反应朝向逃逸表位，但这可能需要接近命运图谱小鼠实验中使用的较大抗原剂量，或者取决于现有抗体多样性和疫苗株之间的抗原变化程度。因此，需要采用增加疫苗内在能力以募集初始B细胞同时保留记忆B细胞活化和抗体产生的策略。显然，通过增加抗原剂量或添加佐剂可以改善灭活疫苗的免疫原性和效力/有效性，这增加了有效抗原剂量。增强疫苗是否在重复接种背景下增强新生反应并恢复疫苗免疫原性不太确定。健康成人的随机试验报告，在重复接种个体中，接受标准剂量鸡蛋和细胞培养疫苗的人体液反应减弱，但接受含有三倍HA的重组HA疫苗的人则不然。然而，在老年人中，重组、佐剂和高剂量疫苗均改善了免疫原性，但重复接种的减弱效应仍然存在。从机制上讲，较高的抗原剂量可能压倒预存的记忆B细胞和抗体，并降低GC选择的最小BCR亲和力阈值，从而有利于初始B细胞进入。类似地，亚单位蛋白的多价组装（如病毒样颗粒）交联BCR并降低活化所需的最小BCR亲和力。较大的抗原（如病毒样颗粒）也更容易转移到滤泡树突状细胞，增加有效抗原剂量。初始B细胞活化还需要T细胞帮助和先天炎症通路的参与。总之，这些数据表明，结合高抗原剂量与靶向初始B细胞共刺激通路的佐剂的疫苗可能是重复接种背景下产生新生反应所必需的。此外，可采用疫苗株选择策略以减少重复接种的减弱。支持增加疫苗株之间抗原距离的依据来自数学模型、动物研究和有限的疫苗研究数据。在2020/21季节，针对A(H1N1)的VE显著增加，恰逢与既往疫苗株的显著抗原漂移。研究人员评估了2020年至2022年期间120名高度接种的医护人员的HI抗体反应，并观察到2021季节抗体和B细胞反应的相应恢复（未发表）。需要比较保守与抗原先进疫苗株免疫原性的试验来确定该策略是否能在维持记忆B细胞增强和抗体反应的同时诱导新生反应。
8 结束语
综合现有人类和实验数据表明，预存流感免疫可提供快速的、保护性的效应。结果由抗原距离、抗原剂量、疫苗制剂、暴露史和T细胞帮助的质量决定。相比之下，在重复暴露于具有相对较低抗原剂量、有限抗原变化和弱T细胞帮助的裂解灭活疫苗的条件下，高基线抗体和记忆B细胞可能通过本综述概述的机制减弱反应。这些见解表明，优化高度暴露人群的疫苗性能将需要采用更高抗原剂量、多价展示和增强初始B细胞GC进入的佐剂的策略，以及有利于抗原距离远的疫苗株的毒株选择方法，以在保留记忆回忆益处的同时恢复新生反应。
