在一项新的研究中，来自英国帝国理工学院和伦敦玛丽女王大学的研究人员发现人体通过疫苗接种或感染遇到的首个SARS-CoV-2刺突蛋白会影响他们随后对当前和未来的SARS-CoV-2变体的免疫反应。也就是说，它赋予的不同特性对保护免疫系统免受SARS-CoV-2变体感染的能力产生了影响，并且还影响了这种保护的衰减速度。相关研究结果于2021年12月2日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Heterologous infection and vaccination shapes immunity against SARS-CoV-2 variants”。
众所周知，在感染或接种疫苗后，抗体水平会随着时间的推移而减弱，但是这项新的研究表明，人体的保护性免疫反应也会受到他们所接触的哪种毒株或毒株组合的影响。
在COVID-19大流行的23个月后，世界各地的人们根据他们的暴露情况对SARS-CoV-2病毒产生非常不同的免疫反应模式。在全球范围内，人们已经暴露于原始的SARS-CoV-2毒株和/或Alpha、Beta、Gamma、Delta变体以及现在的Omicron变体。此外，人们可能没有接种疫苗，或者已经接种了一至三针疫苗（使用原始毒株的刺突蛋白进行编程而构建出的）。
每种SARS-CoV-2变体的刺突蛋白都有不同的突变，而且这些作者发现，这些突变形成了随后的抗体和T细胞反应（免疫组库）。
论文通讯作者、帝国理工学院传染病系的Rosemary Boyton教授说，“我们通过感染或接种疫苗首次遇到刺突蛋白抗原，这通过免疫印记（immune imprinting）塑造了我们随后的免疫反应模式。暴露于不同的刺突蛋白可以导致对SARS-CoV-2变体的反应减少或增强。这对未来的疫苗设计和剂量选择策略具有重要意义。”
这项新的研究调查了接种两剂辉瑞COVID-19 mRNA疫苗的医护人员的“免疫印记”，以了解他们对令人担忧的变体感染的免疫反应。它涉及对731人的Barts COVIDsortium医护人员队列进行详细的纵向跟踪，这些人自2020年3月以来一直被跟踪研究。
这些作者比较了第一波感染原始毒株的人或第二波感染Alpha变体的人的保护性免疫反应。在第二波感染者中，三次遇到不同的刺突蛋白（即在Alpha变体感染和两剂疫苗接种之后），与遇到三次相同的刺突蛋白序列（即都是通过原始毒株感染和两剂基于原始毒株刺突蛋白的疫苗接种）相比，对原始毒株和Beta变体的保护性（中和）抗体反应较低，但对Delta变体的保护性反应较高。
这项新的研究还显示，在遇到这些不同的刺突蛋白后，针对变体的中和抗体反应会随着时间的推移而衰减。
这项研究中的两剂疫苗接种者中出现了一些Delta变体突破性感染的病例。在第二剂疫苗接种三周后测得的抗刺突蛋白抗体水平很高，但在第二剂疫苗接种五个月后，针对Delta变体的保护性中和抗体反应的实际水平已降至零。
然而，第三剂加强疫苗中的原始刺突蛋白会提升抗体反应。Boyton说，“这些发现强调了第三剂加强疫苗接种对减少病毒传播的重要性。”
这些作者强调，尽管出现了突破性感染，但面对Alpha、Beta、Gamma和Delta变体，接种疫苗引发的免疫反应仍能有效防止COVID-19的重症形式和死亡。
基于这些发现，这些作者说，疫苗设计和剂量选择策略需要在未来得到验证，以最大限度地利用免疫印记的优势。这将涉及加强保护的广度，而不是用最新的变体刺突蛋白序列来调整现有的疫苗。
论文共同作者、帝国理工学院免疫学与炎症系的Daniel M. Altmann教授说，“我们最近的一些非常大型的研究表明，疫苗免疫力下降得相当快。这使我们很容易受到Delta变体突破性感染的影响，而且通常可以通过接种第三剂疫苗来挽救保护作用。这项新的研究如今提供了关于谁是易感者和何时易感的相当多的新细节。你可能是一个对疫苗有很好反应的人，但如果你没有接受加强疫苗接种，仍然会成为Delta变体突破性感染的受害者。真正令人吃惊的消息是发现感染了Alpha变体的人对其他变体的免疫力有如此不同的模式和减弱。免疫印记意味着我们如今都在以略微不同的方式为我们未来的保护进行编程。挑战在于如何以正确的方式扩大人群的免疫力，因为我们需要确保尽可能广泛的疫苗覆盖。目前，随着Omicron变体的出现，人们接种加强疫苗是至关重要的。但是在未来，我们应该考虑如何构建出能够更加扩大我们的免疫反应的疫苗，以防止其他令人担忧的新变体出现。”
论文共同作者、伦敦玛丽女王大学的áine McKnight教授补充说，“模拟COVID-19大流行病的未来进程正变得越来越复杂。”
论文共同第一作者、帝国理工学院的Catherine Reynolds博士说，“我们的研究强调了在现有疫苗的背景下了解对不同SARS-CoV-2变体的免疫反应的重要性，以便对未来的疫苗设计、策略和时间尺度做出明智的决定。”
论文共同第一作者、伦敦大学玛丽皇后学院的Joseph Gibbons博士说，“有可能逃避免疫反应的新变体的出现表明，我们必须对下一代疫苗进行未来验证。我们研究了感染不同变体的人的免疫力，发现疫苗反应因感染毒株的不同而变化很大。这些发现可用于确保疫苗设计是最佳的。这项新的研究强调了持续监测疫苗对新变体（如Omicron）的有效性的重要性。”
参考资料：
Catherine J. Reynolds et al. Heterologous infection and vaccination shapes immunity against SARS-CoV-2 variants. Science, 2021, doi:10.1126/science.abm0811.
