近几周来,多款候选新冠疫苗公布了它们在动物实验和人体临床试验中的初步结果。这些候选新冠疫苗都表现出了良好的安全性,并且在动物和人体中激发了中和抗体的产生,以及T细胞的免疫反应。目前,已经有数个新冠候选疫苗进入3期临床试验阶段,乐观的估计表示,在今年年底之前就可能有候选新冠疫苗获得足够的3期临床试验数据,向FDA递交上市申请。
然而,最近多项研究显示,COVID-19康复患者血液中针对新冠病毒的中和抗体水平在感染后2-3个月内就会显著下降。这让人们不尽对新冠疫苗提供的保护性产生了忧虑。如果受到新冠病毒感染的患者体内的中和抗体在患病后2-3个月内就会显著下降,那么免疫系统还能够有效保护人们不受新冠病毒感染么?疫苗与自然感染新冠病毒相比,能否为人们提供更强的免疫保护?疫苗的长期保护能力又有多强?在今天的这篇文章里,药明康德内容团队将结合公开资料,对这些问题进行探讨。
中和抗体水平下降虽然属实,但不等于对新冠病毒长期免疫力的下降
上周,《新英格兰医学杂志》杂志上发表的一项小规模研究显示,新冠轻症患者体内的抗新冠病毒抗体在患者痊愈后两个半月内就大幅度下降。此前,重庆医科大学团队在Nature Medicine上发表的结果也显示,研究中检测的患者在出院8周之后,无症状感染者中81.1%显示中和抗体水平下降,有症状感染者中,62.2%的患者中和抗体水平下降。
那么,如果中和抗体水平在自然病毒感染之后迅速下降,是否意味着接种新冠病毒疫苗无法提供长久的保护能力?
要回答这个问题,还要从人体的免疫系统对疫苗的反应说起。接种疫苗之后,人体的免疫系统会对疫苗产生先天性免疫反应和适应性免疫反应。适应性免疫反应包括B细胞和T细胞的免疫反应。B细胞的免疫反应产生针对病毒抗原的抗体,它们通过与病毒抗原相结合,防止病毒感染细胞,这是我们通常所说的中和抗体。而T细胞的免疫反应能够帮助消灭病毒和被病毒感染的细胞,并且辅助生成更高效的中和抗体。
重要的是,在免疫反应清除病毒之后,一部分已经识别病毒抗原的B细胞和T细胞会存留在人体的骨髓中。这些细胞称为记忆B细胞和T细胞。它们“记住”了入侵的新冠病毒“长得什么样”,因此在下一次新冠病毒再度入侵时,能够迅速激活,产生大量抗体和激活的T细胞,有效地控制病毒的增殖。因此,这些记忆B细胞和T细胞的多少,对疫苗能否提供长期保护作用具有非常重要的影响。
▲记忆B细胞的生成过程(图片来源:参考资料[4])
所以,即使中和抗体水平在COVID-19康复患者体内快速下降,并不代表着他们对新冠病毒的感染丧失了免疫力。他们身体中的记忆B细胞和T细胞,可能在下一次新冠病毒入侵的时候,起到防护作用。
记忆B细胞和T细胞数量的多少,与病毒/疫苗激发的免疫反应的强度息息相关,而科学家们开发出的疫苗与自然病毒相比,在激发免疫反应方面具有多种优势。
疫苗与自然病毒相比,在激发免疫反应方面的优势
自然病毒感染和接种疫苗激发人体免疫反应的模式相同,都是通过激发人体的先天免疫反应和适应性免疫反应,产生识别病毒的中和抗体和T细胞,达到消灭病毒以及病毒感染的细胞的目的。然而,与自然病毒感染相比,科学家们开发的疫苗在激发免疫反应方面具有多种优势。
病毒为了感染人体细胞,在天然的进化过程中都演变出一套抑制或者干扰免疫系统反应的机制。毕竟,侵入人体的病毒需要逃过或者压制人体的免疫反应才能够有效地感染细胞并且大量复制。例如,流感病毒和HIV病毒可以迅速产生突变,逃避免疫系统的识别。而疱疹病毒可以释放捕捉并让抗体失活的蛋白。
新冠病毒尚未获得这些对抗免疫系统的能力,然而,已有的研究也显示,它同样携带着抑制人体先天免疫反应的基因。因此,自然病毒感染未必能够最有效地激发人体的免疫反应。
人工设计的疫苗可以去除天然病毒中干扰人体免疫反应的因素,并且专注于表达最可能激发人体免疫反应,并且最可能阻止病毒感染细胞的蛋白。多个新冠疫苗研发项目都不约而同地聚焦于新冠病毒的刺突蛋白,就是因为它不但是新冠病毒感染细胞的“敲门砖”,而且是新冠病毒表面更容易激发人体免疫反应的蛋白。