老年人对三种XBB蛋白疫苗的中和抗体反应

时间:2025年2月4日
来源:Signal Transduction and Targeted Therapy 40.8

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新冠 XBB 疫苗研究:为老年群体免疫防护提供关键依据


山东大学齐鲁医学院公共卫生学院微生物检验技术系的研究人员,联合其他单位的科研人员,在《Signal Transduction and Targeted Therapy》期刊上发表了题为 “Neutralizing antibody responses to three XBB protein vaccines in older adults” 的论文。该研究聚焦于 65 岁以上老年人对三种含 XBB 的蛋白疫苗的中和抗体反应,在新冠疫情防控常态化背景下意义重大。它填补了老年人群对新出现的 SARS-CoV-2 变体中和抗体反应研究的空白,为优化老年群体的疫苗接种策略、增强其对新兴病毒变体的中和免疫力提供了关键依据。

研究背景


新冠疫情爆发以来,COVID-19 疫苗的广泛接种在降低感染风险、减轻疾病严重程度、减少住院和死亡等方面发挥了重要作用。然而,SARS-CoV-2 病毒不断进化,新的变异株持续出现,其传播能力增强且对疫苗诱导的中和抗体产生抗性,使得现有疫苗预防感染的效果受到影响。在此情况下,包含 SARS-CoV-2 XBB 亚变体的疫苗应运而生,这些疫苗在中和 XBB 谱系和 JN.1 变体方面虽有一定效果,但对 JN.1 变体的保护作用略有减弱。

此外,KP.2 和 KP.3 作为 JN.1 变体的后代,凭借其传播优势和免疫逃逸能力,在许多国家迅速成为优势毒株。中和抗体在预防 SARS-CoV-2 感染和减轻疾病严重程度方面至关重要,且其水平是疫苗接种后数月内预防感染的重要预测指标。但目前,关于这些 XBB 变体特异性疫苗在 65 岁以上老年人中的中和反应和疫苗效力的数据却十分匮乏。

老年人感染新冠后出现严重并发症的风险较高,且其对新抗原的免疫反应效能较低,感染或接种疫苗后产生强免疫反应的能力减弱,抗体反应和疫苗效力的衰减更为明显。即便在疫情后时代,老年人仍是疫苗接种的重点人群,多数国家优先为 65 岁以上老年人接种疫苗,以降低新冠相关的死亡率、严重疾病发生率和住院率。中国批准了五种含 XBB 的新冠疫苗用于紧急使用,包括三种基于蛋白技术的含 XBB 疫苗,但这些疫苗对新出现变体的中和效力以及在老年人中的中和反应数据有待明确。因此,开展此项研究迫在眉睫。

研究材料与方法


研究设计、参与者和采样


研究人员从浙江省衢州市的一个社区服务中心招募了 90 名计划接种含 XBB 疫苗的 65 岁以上老年人,将其分为三组,每组 30 人,分别接种三价 XBB.1.5 蛋白疫苗(WSK-V102C)、二价 XBB 蛋白疫苗(BV-01-QX)和四价 XBB.1 蛋白疫苗(SCTV01E-2) 。采用 Excel 的 RUND 函数生成随机数进行分组,参与者需完成在线表格和纸质问卷,提供人口统计学信息、疫苗接种史和感染史等。接种疫苗后,收集参与者血清样本,21 天后进行随访评估。该研究遵循《赫尔辛基宣言》,经军事医学科学院伦理审查委员会批准,参与者均签署了知情同意书。

细胞培养


使用人胚肾细胞系 HEK-293T(ATCC, CRL-3216)和表达人血管紧张素转化酶 2(hACE2)的 HEK-293T-hACE2 细胞,在含有 10% 热灭活胎牛血清、1% 青霉素 - 链霉素的杜氏改良 Eagle 培养基(DMEM)中,于 37°C、5% CO₂的培养箱中培养,细胞汇合后用 0.25% 胰蛋白酶和 1 mM EDTA 进行传代。

假病毒制备


将表达萤火虫荧光素酶的人类免疫缺陷病毒骨干质粒(pNL4-3-R-E-luciferase)与编码 D614G、XBB.1.5、JN.1、KP.2 和 KP.3 刺突蛋白的 pcDNA3.1 载体共转染 HEK-293T 细胞,制备假病毒。转染 24 小时后更换新鲜培养基,48 小时后收集上清液,离心澄清后分装并储存于 -80°C 备用。

假病毒中和试验


以稳定表达人 ACE2 的 293T 细胞为靶细胞进行假病毒中和试验(pVNT)。热灭活的血清从 1:30 开始进行 3 倍系列 8 点稀释,与 500 - 1000 TCID₅₀的 SARS-CoV-2 假型病毒混合孵育 1 小时,加入 293T-ACE2 细胞继续孵育 48 小时。之后裂解细胞,加入荧光素酶检测缓冲液,用酶标仪测量发光强度,通过四参数非线性回归抑制曲线计算 50% 中和滴度(NT₅₀) 。

抗原图谱构建


运用之前描述的抗原定位方法构建抗原图谱,利用 R 语言中的 Racmacs 包(v.1.1.4),通过纳入每个血清样本的中和效力来估计 SARS-CoV-2 变体之间的抗原距离,以 D614G 为参考点,手动调整种子确保 XBB.1.5 水平显示。

统计分析


使用描述性分析总结参与者的人口统计学特征,运用卡方检验或 Fisher 精确检验比较分类变量,Wilcoxon 配对符号秩检验比较接种前后的中和抗体滴度,Friedman 检验和 Kruskal-Wallis 检验分别用于多组中和抗体滴度及其他数据的比较,所有统计检验均为双侧,显著性水平设定为 0.05。

研究结果


研究参与者特征


90 名参与者中,每组 30 人分别接种不同疫苗。三组在性别、年龄、体重指数和吸烟状况分布上相似,约一半参与者患有慢性疾病,其中高血压最为常见。多数参与者完成了初级疫苗接种,部分接受了加强针接种,且大多经历过 BA.5/BF.7 和 XBB/EG.5.1 浪潮中的感染或突破性感染。接种疫苗后,仅有两名参与者出现轻微全身不良反应,且均在 2 - 3 天内恢复,无严重不良事件发生。

三种含 XBB 疫苗诱导的中和抗体


通过假病毒中和试验检测血清中和抗体滴度,结果显示:接种三价 XBB.1.5 疫苗前,多数血清样本对 D614G、BA.5、KP.2 和 KP.3 的中和滴度>30,对 XBB.1.5 和 JN.1 的中和滴度>30 的样本分别占 96.7% 和 93.3%;接种后,所有血清样本对 XBB.1.5 和 JN.1 的血清阴性样本均发生血清转化,D614G、BA.5、XBB.1.5、JN.1、KP.2 和 KP.3 的几何平均滴度(GMTs)分别提升 3.7 - 18.8 倍不等。二价 Omicron XBB 疫苗和四价 XBB.1 疫苗接种前后也呈现类似趋势,不过各疫苗对不同变体的 GMTs 提升倍数存在差异 。

进一步分析变体特异性中和滴度发现,接种前,三组参与者对 D614G、BA.5 和 XBB.1.5 的中和滴度相近,对 JN.1 的中和滴度最低,KP.2 和 KP.3 的中和逃逸能力与 JN.1 相似;接种后,对 JN.1、KP.2 和 KP.3 的中和抗体滴度显著低于对 D614G、BA.5 或 XBB.1.5 的滴度,且不同疫苗组间存在差异,如三价 XBB.1.5 疫苗加强组对 BA.5 的中和滴度显著高于对 D614G 的滴度,四价 XBB.1 疫苗组对 BA.5 的中和滴度高于对 XBB.1.5 的滴度 。

三价 XBB.1.5 和四价 XBB.1 疫苗诱导更强的抗体反应


比较三组队列对测试假病毒的中和滴度,发现接种前,三组对多数变体的中和滴度相当,但三价 XBB.1.5 队列对 KP.3 的中和抗体滴度更高。接种后,三价 XBB.1.5 疫苗和四价 XBB.1 疫苗队列对 BA.5、XBB.1.5 和 JN.1 的中和滴度增加;三价 XBB.1.5 队列对 KP.2 和 KP.3 的中和抗体滴度更高,四价 XBB.1 疫苗队列对 D614G 的中和抗体滴度更高。总体而言,三价 XBB.1.5 和四价 XBB.1 疫苗接种者产生的抗体滴度显著高于二价 Omicron XBB 疫苗接种者 。

有基础疾病个体的中和抗体滴度


对比有基础疾病和无基础疾病参与者的抗体滴度,发现无论接种前后,二者对测试假病毒的抗体滴度相似。进一步对高血压患者和无基础疾病者的中和滴度进行亚组分析,未发现统计学显著差异。

抗原图谱


通过构建抗原图谱量化和展示 D614G 与测试变体之间的抗原差异,结果显示:接种前,三组血清样本基本重叠且围绕 D614G 分布;接种后,血清样本向 BA.5 和 XBB.1.5 变体偏移。JN.1、KP.2 和 KP.3 变体聚集在一起,与 D614G 的抗原差异大于与 XBB.1.5 变体的差异。接种三种含 XBB 疫苗后,D614G 与 XBB.1.5 和 JN.1 变体之间的抗原距离表明抗体效力和广度显著提升,但与 KP.2 或 KP.3 的抗原距离在接种后未缩短,说明含 XBB 疫苗对 KP.2 和 KP.3 的抗体效力和广度提升有限。

研究结论与讨论


本研究表明,含 XBB 的新冠疫苗接种显著增强了老年人对 XBB 谱系、JN.1 变体及其亚变体 KP.2 和 KP.3 的中和抗体反应,为预防相关感染提供了一定保护。在接种 21 天后,三种疫苗诱导的中和抗体滴度排序为:三价 XBB.1.5 疫苗≈四价 XBB.1 疫苗>二价 Omicron XBB 疫苗,这可能与疫苗所含刺突蛋白不同有关,但二价 Omicron XBB 疫苗抗体反应相对较弱是否涉及免疫印记有待进一步研究。

研究还发现,有基础疾病的老年人与无基础疾病的老年人抗体反应相当,但此前不同研究关于基础疾病与新冠疫苗抗体反应的关系结论不一,因此需持续监测有基础疾病个体的抗体滴度,并可能需要额外加强针维持免疫力。

该研究也存在一定局限性。样本量相对较小,可能影响研究结果的普遍性;缺乏年轻参照组,限制了对不同年龄组抗体反应差异的理解;问卷收集的基础疾病和感染史数据可能存在回忆偏倚;未评估 mRNA 和载体等其他疫苗平台诱导的中和反应,且仅关注了全身免疫反应,未评估黏膜 IgA 抗体;未检测 T 细胞反应;抗体反应仅在接种后约 1 个月测量,缺乏长期纵向研究;研究参与者感染和接种状态的异质性可能影响抗体反应 。

尽管如此,本研究为 65 岁以上老年人接种三种基于蛋白的含 XBB 疫苗后的中和抗体反应提供了重要证据,为优化老年人群疫苗接种策略、增强对新兴 SARS-CoV-2 变体的中和免疫力提供了关键信息。未来需进一步研究不同给药途径疫苗诱导的免疫特征、年龄对加强免疫后免疫力持久性的影响以及疫苗对新变体的效力等问题,以更好地应对新冠疫情,保障老年人群健康。

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