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Cell | 四种新冠疫苗诱导的体液和细胞免疫记忆

BioArt 生命科学前沿 2022-06-23


新冠疫情发生以来,几种基于不同技术平台的新冠疫苗被成功研发,并在全球广泛应用,包括mRNA疫苗 (mRNA-1273和BNT162b2),腺病毒载体疫苗 (Ad26.COV2.S),Spike (NVX-CoV2373) 和RBD (ZF2001) 亚单位疫苗以及灭活疫苗 (BBIBP-CorV和CoronaVac)。这些疫苗对新冠原始毒株的保护力有一定的差异, 例如mRNA-1273约为94%,BNT162b2约为95%,NVX-CoV2373约为90%,Ad26.COV2.S约为67%。在预防新冠感染方面,疫苗的保护力随着时间的推移而下降,但仍能预防新冠引起的住院和死亡。中和抗体是预防新冠的第一道防线,并且其水平与疫苗保护力正相关,但是中和抗体测定没有统一的行业标准,因而很难对不同疫苗诱导产生的中和抗体进行直接比较。此外, 有研究指出T和B细胞免疫应答可能对预防重症和机体快速清除病毒至关重要,但是不同疫苗诱导T细胞和B细胞免疫应答是否存在差异仍不清楚。


2022年5月26日,来自美国拉霍亚免疫研究所感染与疫苗免疫研究中心 Shane Crotty, Alessandro SetteDaniela Weiskopf团队在Cell杂志上发表一篇题为Humoral and cellular immune memory to fur COVID-19 vaccines的文章【1】该研究系统性全方位评价了mRNA-1273,BNT162b2,NVX-CoV2373和Ad26.COV2.S四种疫苗接种人群0-6个月体内中和抗体水平,CD4+T细胞,CD8+T细胞和记忆性B细胞的免疫应答,阐明了四种疫苗诱导细胞免疫和体液免疫之间的关联。此外,研究比较了疫苗接种和自然感染之后第6个月的免疫应答强度。



研究发现两种mRNA疫苗诱导相似的中和抗体动态,在第二免疫两周之后中和抗体达到最高点,之后6个月中和抗体逐渐下降。Ad26.COV2.S疫苗诱导中和抗体在0-6个月持续递增。NVX-CoV2373疫苗诱导中和抗体3.5-6个月与轻微降低。总体而言,4种疫苗诱导产生的中和抗体水平 mRNA-1273 > BNT162b2≈NVX-CoV2373 > Ad26.COV2.S≈自然感染(图1)


图1. 新冠疫苗和自然感染新冠诱导的体液免疫和细胞免疫记忆


对CD4+T细胞的研究结果显示,四种疫苗都能诱导Spike特异性CD4+T细胞反应。mRNA疫苗诱导的Spike特异性CD4+T细胞反应在第二次免疫两周之后达到顶点,之后略微下降并保持稳定。Ad26.COV2.S疫苗在免疫第二周之后Spike特异性CD4+T细胞反应则一直保持稳定。4种疫苗针对Spike的特异性CD4+T细胞诱导能力比较结果为mRNA-1273 > BNT162b2≈NVX-CoV2373 > 自然感染 > Ad26.COV2.S。同时,研究发现mRNA疫苗诱导的Spike特异性CD4+T细胞可产生更多种类细胞因子。mRNA疫苗和Ad26.COV2.S疫苗在诱导CD4+T细胞免疫的同时也能够诱导CD8+T 细胞免疫,并且CD8+T细胞免疫动态与CD4+T细胞免疫动态高度相似,即6个月后趋于稳定,与疫苗诱导抗体水平动态变化存在明显差异。然而,NVX-CoV2373疫苗仅能诱导微弱的CD8+T细胞免疫。



对记忆性B细胞的研究发现,接种4种新冠疫苗后3.5-6个月,Spike特异性记忆性B细胞呈增加趋势。4种疫苗诱导的记忆性B细胞反应强度依次为mRNA-1273≈BNT162b2 > Ad26.COV2.S≈自然感染> NVX-CoV2373。此外,研究发现Ad26.COV2.S接种者相较于mRNA疫苗接种者, 产生更多CXCR3+记忆性B细胞。


对检测各项指标进行的相关性分析发现,mRNA疫苗诱导的细胞免疫和体液免疫高度正相关。如:接种mRNA疫苗6个月后,抗体水平与记忆性CD4+T细胞呈显著正相关,mRNA疫苗诱导的早期CD4+T细胞尤其是cTfh与后期抗体水平呈正相关。相较于mRNA疫苗,腺病毒载体疫苗诱导的细胞免疫和体液免疫间的相关性却十分有限。


此外,该团队之前发表于Cell的文章【2】首次证明新冠mRNA疫苗和腺病毒载体疫苗诱导的CD4+和CD8+T细胞免疫可以识别不同新冠变异毒株,包括Alpha、Beta、Delta、Gamma、Kappa、R1、Mu、 Lambda和Omicron亚型(图2)


图2. 新冠疫苗诱导的T细胞免疫交叉识别变异株


总体而言,此研究对4种新冠疫苗诱导的特异性免疫应答进行了多维度研究,不仅直接比较了4种疫苗诱导免疫应答的效果,而且间接提示这4种疫苗诱导免疫保护水平的差异。同时,此研究提示细胞免疫和体液免疫在机体对抗新冠病毒时同样重要。


原文链接:https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.05.022

参考文献:

1. Zhang, Z. et al. Humoral and cellular immune memory to four COVID-19 vaccines. Cell (2022) doi:10.1016/j.cell.2022.05.022.

2. Tarke, A. et al. SARS-CoV-2 vaccination induces immunological T cell memory able to cross-recognize variants from Alpha to Omicron. Cell (2022) doi:10.1016/j.cell.2022.01.015.

来源:BioArt


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