来源:创始人 更新时间:2022-12-30
近期,世界著名病毒免疫学专家Antonio Bertoletti教授课题组,比较研究了mRNA疫苗及灭活疫苗在新加坡COVID-19感染者中预防严重疾病的情况。
评估疫苗效力,最严格也最容易的指标是其阻断感染的能力。因此,有阻断感染能力的中和抗体,常被用作衡量SARS-CoV-2疫苗效力的“黄金标准”。但 COVID-19大流行近三年来,SARS-CoV-2的流行病学、病毒学和免疫学发生了重大演变。特别是原始毒株被突变株所取代,spike蛋白中的突变也越来越多。疫苗对新的变体(Omicron系)的保护效果也变差了。因此,对于疫苗保护效力的观点也发生了转变:我们不应该仅仅关注疫苗预防感染的能力,而应基于其预防严重疾病的能力来评估疫苗效力。
T细胞在灭活疫苗的功能中发挥了重要作用。虽然抗体的主要作用是防止病毒感染目标细胞,但CD4+和CD8+ T细胞执行的是非冗余免疫学功能--减少被感染后的病毒载量。CD8+ T细胞通过识别由MHC I类分子递呈的病毒蛋白的短序列(表位)来监测被病毒感染的宿主细胞。CD4+ T细胞也能识别并直接裂解被病毒感染的细胞,但主要还是被未感染的专业抗原呈递细胞(主要是树突状细胞或其他髓系细胞)内化的病毒蛋白表位激活,并由MHC-II类分子递呈给CD4+ T细胞。CD4+T细胞不仅能够直接识别病毒感染的细胞,还能促进抗体成熟,维持CD8+T细胞的功能,并释放细胞因子如IFN-γ直接对抗病毒。
MHC I类或II类分子对病毒表位的呈现并不取决于病毒蛋白在病毒颗粒中的位置,而是由其他原因,比如在感染细胞内合成的病毒蛋白的动力学和数量决定。这意味着刺突蛋白特异性T细胞在识别病毒感染的细胞方面并不比核蛋白特异性T细胞更有效,甚至在帮助抗刺突蛋白特异性抗体生成方面也是如此。
由于针对不同病毒蛋白的特异性T细胞可以对疾病产生很好的保护作用,所以重点问题是,由病毒颗粒组成的灭活疫苗是否可以诱发针对spike和其他SARS-CoV-2结构蛋白(膜蛋白和核蛋白)的T细胞反应?由灭活疫苗诱发的针对刺突蛋白、膜蛋白和核蛋白的特异性T细胞是否与由spike mRNA疫苗诱发的唯一的刺突蛋白特异性T细胞反应相当?
通过对接种SARS-CoV-2灭活疫苗和mRNA疫苗的健康人群的特异性T细胞进行比较分析,发现:与spike mRNA疫苗接种相比,灭活SARS-CoV-2疫苗诱发的刺突蛋白特异性T细胞和体液免疫反应均较低。但是,灭活疫苗诱导的膜蛋白和核蛋白的特异性T细胞反应弥补了低水平的刺突蛋白特异性T细胞反应。结果是,灭活疫苗诱导的综合T细胞反应(spike、膜蛋白和核蛋白特异性)与spike mRNA疫苗(仅刺突蛋白特异性)相当,而且前者理论上还有一个优势--即针对病毒多个抗原不同表位的T细胞反应可以更好地适应新的SARS-CoV-2变异株。值得注意的是,尽管刺突蛋白特异性T细胞通常不受spike氨基酸突变的影响,但约10%的spike mRNA疫苗的特异性T细胞被Omicron突变株中的spike突变强烈抑制了。
除了数量上的不同,还检测到spike mRNA和灭活SARS-CoV-2疫苗诱导的T细胞反应在质量上存在极大差异。虽然spike mRNA疫苗刺激产生了均衡的spike特异性CD4+和CD8+ T细胞反应,但灭活疫苗诱导的多抗原T细胞反应是由CD4+ T细胞的选择性启动所介导的。在最近发表的一项关于刺突蛋白疫苗(NVX-CoV2373)免疫原性的工作中也观察到了蛋白疫苗诱导CD8+T细胞的能力下降。和本文的数据相似,虽然NVX-CoV2373诱发了强大的Th1和T滤泡辅助性CD4+T细胞反应,但CD8+T细胞反应非常有限,即使通过流式细胞仪的活化标志物表达进行量化—这一技术已被证明会高估疫苗特异性CD8+T细胞。
评估SARS-CoV-2灭活疫苗缺乏CD8+T细胞诱导对其疗效的影响极具挑战,但在动物身上有几条证据支持病毒特异性CD4+T细胞在控制疾病进展方面是足够的。诱导小鼠鼻腔内针对SARS-CoV核蛋白的特异性CD4+ T细胞可以保护小鼠在感染不同冠状病毒后不致死。同样地,记忆性CD4+ T细胞也直接和间接地介导了甲型流感病毒感染小鼠的保护作用。此外,CD4+T细胞被证明是有效诱导黏膜/嗅觉组织的局部免疫的必要条件,它可以阻止鼻水泡口炎病毒感染小鼠后入侵神经。
因此,与spike mRNA疫苗诱导的单一协调的CD8+和CD4+ T细胞反应相比,灭活疫苗诱导的多抗原CD4+ T细胞反应(刺突蛋白、膜蛋白和核蛋白特异性)在改善疾病严重性方面可能具有同样的保护作用(图1)。最近,来自香港的临床数据测量了不同疫苗对感染Omicron的健康成人患轻度和重度COVID-19的保护效力,结果显示接种三剂spike mRNA和灭活SARS-CoV-2病毒疫苗的保护效力相似。这一研究表明虽然在灭活病毒疫苗接种者中观察到CD4+和CD8+ T细胞缺乏协调激活和诱导中和抗体的能力较低,但都可以通过CD4+T细胞反应的多抗原性得到补偿,从而更好地应对Omicron株中存在的突变。
研究表明,与抗体滴度不同,多特异性CD4+ T细胞反应的水平在接种疫苗六个月后仍然保持稳定而没有明显减弱。此外,第三剂灭活疫苗确实增加了抗体水平,但对CD4+ T细胞的频次影响可忽略不计。因此,有必要进行纵向研究以评估灭活疫苗接种后这种多特异性CD4+ T细胞反应的持久性,尽管在接种其他疫苗或自然感染后,细胞免疫已被证明比抗体水平要稳定得多。此外,研究数据还显示,用mRNA疫苗和灭活病毒疫苗进行异源接种可以诱导SARS-CoV-2多抗原特异性CD4+和刺突蛋白特异性CD8+ T细胞,再次证实用不同的制剂进行异源接种可能是一种可行的策略,可以实现长期保护。