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与病毒一起进化:更新COVID-19疫苗的反应会受到以前接种疫苗的影响

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新的研究表明,与流感疫苗不同,对更新疫苗的反应会受到以前接种疫苗的影响,但也会产生广泛的中和抗体。以前的 COVID-19 免疫接种可通过培养广谱中和抗体来提高后续疫苗的疗效,这表明每年的更新有助于对抗新出现的变种和相关病毒。

COVID-19大流行已经结束,但该病毒仍在继续流行,每周都有数千人住院治疗,并经常产生新的变种。由于该病毒具有极强的变异和免疫逃避能力,世界卫生组织(WHO)建议每年更新 COVID-19 疫苗。

但一些科学家担心,首批 COVID-19 疫苗取得的巨大成功可能会对更新版本产生不利影响,从而削弱年度疫苗接种计划的效用。类似的问题也困扰着每年的流感疫苗接种活动;一年的流感疫苗接种所产生的免疫力可能会干扰随后几年的免疫反应,从而降低疫苗的效力。

圣路易斯华盛顿大学医学院研究人员的一项新研究有助于解决这个问题。与对流感病毒的免疫不同,先前对导致 COVID-19 的SARS-CoV-2 病毒的免疫不会抑制后来的疫苗反应。研究人员报告说,它反而会促进广泛抑制性抗体的发展。

重复接种疫苗的益处

这项在线发表于《自然》(Nature)上的研究表明,反复接种 COVID-19 疫苗的人--最初接种的是针对原始变种的疫苗,之后接种的是针对变种的强化疫苗和更新疫苗--产生的抗体能够中和多种 SARS-CoV-2 变种,甚至是一些远缘冠状病毒。研究结果表明,定期重新接种 COVID-19 疫苗非但不会阻碍人体识别和应对新变种的能力,反而会使人们逐渐积累起广泛的中和抗体,从而保护他们免受新出现的 SARS-CoV-2 变种和其他一些冠状病毒的感染,甚至是那些尚未出现的感染人类的病毒。

资深作者、赫伯特-S-加瑟医学教授、医学博士迈克尔-S-戴蒙德(Michael S. Diamond)说:"一个人接种的第一种疫苗会诱发强烈的初级免疫反应,这种反应会影响对后续感染和疫苗接种的反应,这种效应被称为'印记'。原则上,印记可以是积极的、消极的或中性的。在这种情况下,我们看到的强烈印记是积极的,因为它与具有显著广泛活性的交叉反应中和抗体的发展相结合。"


医护人员于 2020 年 12 月接种了第一剂 COVID-19 疫苗。圣路易斯华盛顿大学医学院研究人员的一项研究发现,重复接种更新版的 COVID-19 疫苗可促进抗体的发展,从而中和导致 COVID-19 以及相关冠状病毒的多种病毒变体。资料来源:马特-米勒/华盛顿大学

印记是免疫记忆发挥作用的自然结果。第一次接种会触发记忆免疫细胞的发育。当人们接种第二次与第一次非常相似的疫苗时,第一次疫苗激发的记忆细胞就会被重新激活。这些记忆细胞主导并形成对后续疫苗的免疫反应。

就流感疫苗而言,印记会产生负面影响。产生抗体的记忆细胞会排挤产生抗体的新细胞,人们针对新疫苗中的菌株产生的中和抗体相对较少。但在其他情况下,"印记"可能是积极的,因为它能促进交叉反应抗体的产生,从而中和最初疫苗和后续疫苗中的毒株。

关于印记及其影响的研究

为了了解印记如何影响对重复接种COVID-19疫苗的免疫反应,戴蒙德和包括第一作者、研究生梁洁玉在内的同事们研究了小鼠或接种过一系列COVID-19疫苗和增强剂的人的抗体,这些疫苗和增强剂首先针对的是原始变体,然后是奥米克变体。一些人类参与者也自然感染了导致COVID-19的病毒。

第一个问题是印记效应的强度。研究人员测量了参与者体内有多少中和抗体是针对原始变体、奥米克隆变体或两者的。他们发现,只有极少数人产生了针对奥米克龙的特异性抗体,这种模式表明最初的疫苗接种产生了强烈的印记效应。但他们也发现,原始变体的抗体也很少。绝大多数中和抗体与这两种抗体都有交叉反应。

下一个问题是交叉反应效应的范围有多大。根据定义,交叉反应抗体可识别两种或两种以上变体的共同特征。有些特征只有相似的变种才共享,有些特征则是所有 SARS-CoV-2 变种甚至所有冠状病毒共享。为了评估中和抗体的广泛性,研究人员用一组冠状病毒对抗体进行了测试,其中包括来自两个omicron支系的SARS-CoV-2病毒、一种来自穿山甲的冠状病毒、导致2002-03年SARS流行的SARS-1病毒以及中东呼吸综合征(MERS)病毒。这些抗体能中和除 MERS 病毒以外的所有病毒,因为 MERS 病毒与其他病毒来自不同的冠状病毒家族分支。

进一步的实验表明,这种显著的广泛性是由于原始疫苗和变异疫苗的结合。只接种针对 SARS-CoV-2 原始变体疫苗的人产生了一些交叉反应抗体,这些抗体能中和穿山甲冠状病毒和 SARS-1 病毒,但水平较低。不过,在接种奥米克疫苗后,针对两种冠状病毒的交叉反应性中和抗体有所增加。

综上所述,这些研究结果表明,定期重新接种针对变种的最新 COVID-19 疫苗不仅可以让人们抵御疫苗中的 SARS-CoV-2 变异株,还可以抵御其他 SARS-CoV-2 变异株和相关冠状病毒,可能包括尚未出现的变种。

分子微生物学教授、病理学与免疫学教授戴蒙德说:"在 COVID-19 大流行之初,世界人口的免疫系统还很幼稚,这也是病毒传播如此之快、造成如此之大破坏的部分原因。我们并不确定每年接种更新的 COVID-19 疫苗是否能保护人们免受新出现的冠状病毒的感染,但这是有可能的。这些数据表明,如果这些交叉反应抗体不会迅速减弱--我们需要长期跟踪它们的水平才能确定--它们可能会在相关冠状病毒引起的大流行中提供一定甚至是实质性的保护。"

编译来源:ScitechDaily

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