在當前全中國的新冠疫情有所抬頭,特別是上海,已經(jīng)由于疫情嚴重而陷入了封城局面,所有中國人都理所當然地對國內(nèi)廣泛使用的滅活疫苗的效果極為關(guān)注,他們的效果能頂住傳播力極強的奧米克戎變株的攻擊嗎?
前一段時間,香港大學發(fā)表了今年香港疫情爆發(fā)以來,輝瑞RNA疫苗和科興的滅活疫苗之間預(yù)防效果的對比【1】,結(jié)果應(yīng)該是讓全中國的人都松了一口氣。因為這個研究顯示,60歲以上老人這個新冠的高危人群,兩針RNA疫苗對重癥乃至死亡的保護率是88%,科興疫苗是74%, 低得并沒有很多。更重要的是,不管是接種哪一種疫苗,第三針加強針下去,兩種疫苗品牌的保護率都升高到了98%。這一下子就增強了人們在大陸繼續(xù)在老年人中普及疫苗(不論品牌)的信心,,特別是在兩針全面接種之外的加強針。
其實這個貌似振奮人心的結(jié)果和歷史的數(shù)據(jù)都是吻合的,并沒有什么讓人大驚小怪的地方。比如去年年中,科興疫苗在《柳葉刀》上發(fā)表的以土耳其為主的數(shù)據(jù)【2】,對有癥狀感染的保護率為83%,當時還是以更老的阿爾法株為主,所以現(xiàn)在針對奧米克戎的效果肯定有所下降了,但是大趨勢不會變。
更重要的是,智利這個使用科興疫苗最廣泛的南美國家,在一年前發(fā)表了真實世界的應(yīng)用數(shù)據(jù)【3】,如下圖所示,中間的圖是進ICU的重癥患者數(shù)量增加的趨勢,右手圖是死亡數(shù)量增加的趨勢。
在這個圖中,紅色曲線代表的是60歲以下的人群,他們由于接種率低,因而重癥和死亡率在疫情高峰期急速上升,而藍線是70歲以上的老人,他們的重癥和死亡率與年輕群體相比,被極大的壓平了,這唯一的解釋就是70歲以上的老人為該國科興疫苗的優(yōu)先接種者。
所以說港大的這一篇文章已經(jīng)是第三波的證據(jù),來支持科興疫苗的有效性了。
但是對港大的這篇文章,表示懷疑態(tài)度的人還不少。其中有部分是合理的質(zhì)疑,他們的依據(jù)是耶魯大學的知名免疫學家?guī)r崎明子團隊今年一月在《自然醫(yī)學》雜志上發(fā)的一篇論文【4】,在該實驗中她們發(fā)現(xiàn)兩針科興疫苗在人體中誘導(dǎo)出來的抗體,對之前的德爾塔和原始毒株的中和能力還差不多,但是中和奧米克戎株的活性幾乎沒有,而今年初攻陷香港的主要就是奧米克戎。
這樣問題就來了,沒有中和抗體的話,何來的防重癥和防死亡?
其實,科興這種滅活疫苗還具有RNA疫苗所缺乏的某些特點。
又是香港,去年的八月份,香港中文大學發(fā)表了一個研究報告,除了確認了滅活的科興疫苗所誘導(dǎo)的中和抗體的確低于RNA疫苗之外,還發(fā)現(xiàn)了科興疫苗誘導(dǎo)出來的兩種針對新冠病毒結(jié)構(gòu)蛋白的T細胞應(yīng)答比RNA疫苗還強烈(Both vaccines induced SARS-CoV-2-specific CD4+ and CD8+ T-cell responses at 1 month post-vaccination but CoronaVac elicited significantly higher structural protein-specific CD4+ and CD8+ T-cell responses)【5】。
這種所謂的病毒結(jié)構(gòu)蛋白,有一個很重要的成分叫做病毒核衣殼蛋白,Nucleocapside protein,N protein,就是下圖顯示顆粒內(nèi)部藕荷色條帶一樣的結(jié)構(gòu)。
在最初的新冠感染研究中,科學家們發(fā)現(xiàn)病毒感染在人體中誘導(dǎo)出來的抗體,主要就是針對新冠刺突蛋白的。因此,當時大家對核衣殼蛋白這樣的結(jié)構(gòu)成分在免疫應(yīng)答中的作用并沒有什么認識。所以當時大部分高端的疫苗設(shè)計,比如輝瑞和Moderna的RNA疫苗,牛津/強生/康希諾/俄國衛(wèi)星的腺病毒載體疫苗,或者是Novavax的蛋白亞基疫苗,都編碼的是新冠刺突蛋白的序列。隨著后來這些產(chǎn)品保護率的揭曉,這個寶也押對了。
但是隨著越來越深入的研究,比如在去年的五月,以澳大利亞墨爾本大學為主的研究團隊發(fā)現(xiàn)新冠的核衣殼蛋白在細胞免疫中起到重要作用【6】,這樣,滅活疫苗的優(yōu)勢一下子就被提升了。
這是因為:
- 當前的RNA疫苗僅僅編碼單一的病毒刺突蛋白,雖然能誘導(dǎo)出強烈的針對病毒顆粒表面的免疫反應(yīng),但是僅此而已,巧婦難為無米之炊。
- 而滅活疫苗是全病毒體疫苗,除了刺突蛋白之外,還有核衣殼蛋白成分。
那么為什么在各種文獻的報道中,RNA疫苗的預(yù)防性一般都高于滅活疫苗呢? 這在于它們誘發(fā)的免疫反應(yīng)途徑不同。
RNA疫苗在注射入人體后,攜帶刺突蛋白基因的RNA片段在納米脂顆粒的幫助下進入人體的肌肉或者樹突狀細胞,刺突蛋白在人體細胞內(nèi)部被生產(chǎn),這樣接近自然狀態(tài)的病毒抗原,再加上基因工程的改造從而增加穩(wěn)定性,它們可以在人體細胞內(nèi)部被一種叫做一型主要組織相容性復(fù)合體所識別和結(jié)合,進而誘導(dǎo)出強烈的抗體免疫和細胞免疫。
而滅活病毒,是變性的病毒蛋白在無機佐劑的幫助下,在人體內(nèi)部運轉(zhuǎn)和代謝,和RNA疫苗相反,它基本不能在人體細胞內(nèi)以自然的形態(tài)存在,因而所誘發(fā)激活的是一種叫做二型的主要組織相容性復(fù)合體。這種通路能夠激發(fā)以B細胞為基礎(chǔ)的抗體免疫,但是對T細胞為基礎(chǔ)的細胞免疫激發(fā)有限。
這就解釋了為什么滅活疫苗誘導(dǎo)出來的中和抗體總體弱于RNA疫苗。
但是萬事總有例外,滅活疫苗刺激出的免疫反應(yīng)其實是五花八門,其中少量的也能在細胞內(nèi)部和RNA疫苗類似的通路相整合。更重要的是,滅活疫苗給人體提供了除了刺突之外的病毒核衣殼蛋白,這個成分所誘發(fā)的細胞免疫能力雖然有限,但也強于RNA疫苗這個單一組分,這是有和沒有之間的區(qū)別。
這就是為什么香港中文大學發(fā)現(xiàn)科興疫苗誘導(dǎo)出來的針對結(jié)構(gòu)蛋白的細胞免疫活性高于輝瑞疫苗,這就在一定的程度上彌補了滅活疫苗誘導(dǎo)抗體活性強度不夠的缺點。更重要的是,滅活疫苗的這些組分所誘導(dǎo)出來的細胞免疫性能,固然在一般性防止感染上能力有限,但是能防重癥和死亡,所以滅活疫苗在防老人重癥死亡上落后RNA疫苗并不多。更重要的是,在一陣加強針之后,這兩者之間在有效性上的競爭基本處于平手了。
在對抗新冠疫情的疫苗工具箱中加入一個抗核衣殼成分,它的另一個好處是,不怕突變。
因為刺突蛋白位于病毒顆粒的表面,長期處于和機體免疫系統(tǒng)作斗爭的第一線,為了適應(yīng)這個高度競爭的環(huán)境,它突變的概率特別大,曾經(jīng)的德爾塔和現(xiàn)在的奧米克戎,都是拜這種競爭和進化所賜。而核衣殼蛋白則深藏病毒顆粒內(nèi)部,突變率非常低,正是做疫苗抗原的好材料。
當然,疫苗抗原誘導(dǎo)的免疫反應(yīng)也不是越早越好。所以一個在單純組分的RNA疫苗和雜合的滅活全病毒之間的一個中間路線就是,特異性地在人類細胞中導(dǎo)入兩種高效成分:刺突蛋白和核衣殼蛋白。亞特蘭大有一家疫苗小公司叫GeoVax的【7】,正在他們獨有的腺病毒載體平臺中同時導(dǎo)入兩個基因,以期達到同時增強抗體免疫和細胞免疫的目的。此試驗已經(jīng)進入二期臨床。
參考文獻:
【1】https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2022.03.22.22272769v1
【2】https://www.thelancet.com/article/S0140-6736(21)01429-X/fulltext
【3】https://www.ft.com/content/d71729a3-72e8-490c-bd7e-757027f9b226
【4】https://www.nature.com/articles/s41591-022-01705-6
【5】https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/resp.14191
【6】https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33951417/
【7】https://www.biospace.com/article/geovax-s-novel-vaccine-platform-induces-both-antibody-and-t-cell-responses-/
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