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Nature:人类新冠抗体防线,能否经受住病毒变体的冲击?

来源:生物探索 2022-06-04 19:29

研究发现在未接种疫苗的个体中,通过感染奥密克戎获得的自然免疫,不能提供对其他变体的长期免疫力;而接种疫苗后再感染奥密克戎的个体,则能产生对其他变体的免疫。
美国加州大学旧金山分校及附属格拉德斯通研究所研究团队在Nature发表题为“Limited cross-variant immunity from SARS-CoV-2 Omicron without vaccination”的研究成果(图1)[1]。研究发现在未接种疫苗的个体中,通过感染奥密克戎获得的自然免疫,不能提供对其他变体的长期免疫力;而接种疫苗后再感染奥密克戎的个体,则能产生对其他变体的免疫。

图1 研究成果(图源:Nature
 
Delta和Omicron是全球关注的新冠病毒变体(Variants Of Concern,VOC)。感染Delta的个体有患上严重肺部疾病的风险,而感染Omicron的个体通常只会有较轻的症状,尤其是接种疫苗的个体。那么,问题来了:感染大量人群的Omicron诱导的免疫效果如何?是否对未来变异体具有交叉保护作用?这些问题的答案将对公共卫生策略产生重要影响。
 
此项研究便针对以上问题进行了实验设计:首先,研究人员利用收集的野生型新冠病毒(WA1)、Delta和Omicron,通过鼻内感染过表达人ACE2(Angiotensin-Converting Enzyme 2)的转基因小鼠。研究人员在随后7天内监测试验小鼠的体温和体重,作为疾病进展的指标;量化感染小鼠呼吸道和肺部随着时间的推移感染性颗粒的产生和病毒RNA表达,评估病毒复制动力学;检测小鼠体内促炎标志物水平和T细胞表型,评估Omicron致病性;收集小鼠血清,并检测对病毒的中和效率,衡量体液免疫反应。然后,研究人员采集了临床试验中已经接种过COVID-19疫苗和未接种疫苗但均有COVID-19病史的成年人(18-50岁)的血清样本,以调查新冠变体的免疫逃逸。结果发现:
 
1. Omicron致重症能力较弱与其低复制和诱导抗体类型有关
 
在感染了Omicron的小鼠中发现Omicron感染明显温和许多,而且产生的免疫应答也比WA1和Delta的感染要低。尽管Omicron造成的症状较轻,但小鼠免疫系统仍会产生T细胞和抗体。此外,在小鼠呼吸道细胞中检测到了低复制量Omicron,同样,Omicron能够感染人类细胞,但复制量显著低于其他变体。Omicron的较低复制以及免疫系统响应病毒产生的抗体类型,可以解释为什么Omicron在症状和免疫方面与其他变体不同。
 
2. Omicron感染获得的抗体无法有效中和其他变异毒株
 
为了衡量Omicron的免疫反应如何随时间推移,研究人员收集了分别感染WA1、Delta、Omicron变体的小鼠血液样本,并测量了它们的免疫细胞和抗体识别五种不同病毒(WA1、Alpha、Beta、Delta和Omicron)的能力。
 
在小鼠中,感染WA1产生的抗体可以中和Alpha,在较小程度上可以中和Beta和Delta,但不能中和Omicron;感染Delta可以中和WA1、Alpha,以及在较小程度上可以中和Omicron和Beta。但是,感染Omicron产生的抗体只能中和Omicron变体,对其他类型新冠病毒无效。
 
在人类中,11名感染了Delta的未接种疫苗的人可以在较小程度上中和其他变体;但是,10名感染了Omicron的未接种疫苗的人无法中和其他变体;当接种过疫苗的人面对Omicron或Delta突破性感染时,都表现出中和所有测试变体的能力,从而获得了更高的保护。
 
研究结果表明,在接种疫苗后的人群中,当其免疫系统面对Omicron或Delta“突破性感染”时,可通过调动针对所有变异株的“混合免疫”以及提供对感染的广谱保护,达到增强现有免疫的作用。基于现有结果,研究人员认为,感染奥密克戎的未接种疫苗的人几乎没有受到保护,而接种疫苗的人会受到更广泛的保护,或可免受未来变体的侵害。
 
作为本项研究的作者,格莱斯顿病毒学研究所所长Melanie Ott博士表示:“在未接种疫苗的人群中,感染Omicron带来的免疫可能相当于接种一针疫苗,这提供了针对新冠病毒感染的保护,但范围也并不是很广。当谈到未来可能演变的其他变种时,我们无法准确预测会发生什么,但基于此项结果,我怀疑感染Omicron的未接种疫苗的人几乎没有得到保护。相反,接种疫苗的人可能会受到更广泛的保护,特别是当面临突破性感染时可免受未来新冠变异病毒的侵害。”
 
格莱斯顿病毒学研究所副研究员Nadia Roan博士表示:“我们在这项研究中证明Omicron的低致病性并不是因为病毒无法控制,更多的因为是其低复制和诱发的免疫应答。”
 
格莱斯顿高级研究员、加州大学伯克利分校教授Jennifer Doudna博士表示:“这项研究强调了及时接种疫苗的重要性。即使你以前感染过Omicron,但你仍然很容易再次感染新冠病毒新变体。”
 
格莱斯顿病毒学研究所传染病学教授Charles Chiu表示:“我们的研究结果可能不仅有助于为个人的疫苗接种决定提供信息,还有助于设计未来的COVID-19疫苗,以提供针对许多变体的广泛保护。”
 
病毒的进化从来不受人类左右,我们能做的只能知己知彼,随机应变。就此项研究结果而言,在面对未来未知的新冠病毒变异时,接种疫苗仍然是最优选择。疫苗构建的抗体防线,仍然能够为我们谋得片刻喘息,让我们有机会赢得与病毒的竞争。

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