SARS-CoV-2疫苗接种后抗体Fc效应功能的减弱与增强

Waning and boosting of antibody Fc-effector functions upon SARS-CoV-2 vaccination.

作者信息X Tong, R P McNamara, M J Avendaño, E F Serrano, T García-Salum, C Pardo-Roa, H L Bertera, T M Chicz, J Levican, E Poblete, E Salinas, A Muñoz, A Riquelme, G Alter, R A Medina
PMID37443074
发布时间2023-07-13
DOI10.1038/s41467-023-39189-8

实验完整度

研究包含两个独立证据层级:基于人类血清样本的系统血清学分析(包括抗体结合、Fc受体结合、功能检测及糖基化分析),并结合多种功能实验(ADCD、ADNP、ADCP、NK细胞激活),以及加强免疫前后的纵向比较。

主要模型

人血清样本(来自CoronaVac或BNT162b2疫苗接种者) THP-1单核细胞系 健康供者中性粒细胞 健康供者NK细胞

重点核对

疫苗平台:CoronaVac(灭活疫苗)与BNT162b2(mRNA疫苗) 样本量:BNT162b2组n=15,CoronaVac组n=34,其中23人接受BNT162b2加强 采样时间点:基线、首剂后、第二剂后、2-3个月衰减期、4-5个月衰减期、加强后14-31天 检测指标:Spike和RBD特异性IgG1、Fcγ受体(IIA、IIB、IIIA、IIIB)结合、ADCD、ADNP、ADCP、NK细胞激活、抗体糖基化 加强方案:CoronaVac初免后接受BNT162b2加强

摘要

自从SARS-CoV-2出现以来,针对COVID-19的疫苗以前所未有的速度和效率被开发出来。使用COVID-19病毒灭活形式的CoronaVac和基于mRNA的Pfizer/BNT162b2疫苗被广泛分发。除了疫苗诱导中和抗体产生的能力外,它们可能通过招募细胞毒和调理吞噬功能来产生减轻疾病的抗体。然而,疫苗诱导抗体的Fc效应功能比病毒中和作用研究得少得多。在这里,我们使用系统血清学,跟踪CoronaVac和BNT162b2诱导的纵向Fc效应谱,直至两剂疫苗方案后五个月。与BNT162b2相比,CoronaVac应答减弱得更慢,尽管在整个观察期间其水平仍低于BNT162b2接受者。然而,mRNA疫苗加强CoronaVac应答,包括对Omicron变体的应答,诱导了显著更高的抗体功能应答峰值,并增加了体液广度。总之,我们表明疫苗平台诱导的体液应答不仅限于病毒中和,而是利用抗体依赖性效应功能。我们证明这种功能以不同的动力学减弱,并可通过随后的同源和异源疫苗接种加强来挽救和扩增。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
CoronaVac和BNT162b2疫苗接种诱导的抗体Fc效应功能如何随时间变化?mRNA加强能否增强CoronaVac初免者的功能应答?
核心机制
疫苗接种诱导的抗体通过Fc受体结合介导效应功能,不同疫苗平台诱导的FcγR结合抗体衰减动力学不同,mRNA加强可诱导更广泛的亚类和同种型以及Fc受体结合,增强抗体依赖的细胞吞噬、补体沉积和NK细胞激活等功能。
主要证据
通过系统血清学分析,比较了CoronaVac和BNT162b2疫苗接种后的抗体结合、Fc受体结合和功能活性,并评估了mRNA加强的效果。
研究意义
研究揭示了疫苗平台间功能抗体应答的差异,并表明异源加强可扩大对多种VOC的功能免疫,为优化疫苗策略提供依据。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

队列建立与血清样本采集

获取疫苗接种者不同时间点的血清样本,以评估抗体应答的纵向变化。

收集接受两剂BNT162b2或CoronaVac疫苗的健康个体血清,并对CoronaVac组部分个体进行BNT162b2加强。

2

抗体结合和Fc受体结合分析

检测Spike和RBD特异性抗体的亚类、IgG1水平和Fcγ受体结合能力。

使用Luminex多重检测平台定量抗体亚类、IgG1以及FcγRIIA、IIB、IIIA、IIIB结合水平。

3

功能抗体检测

评估抗体依赖的补体沉积、吞噬和NK细胞激活功能。

使用流式细胞术检测ADCD、ADNP、ADCP和NK细胞激活(CD107a、IFN-γ、CCL4表达)。

4

抗体糖基化分析

探索疫苗诱导的抗体Fc糖基化变化及其与功能的相关性。

对WT Spike特异性IgG进行糖基化分析,检测岩藻糖基化、二等分GlcNAc和半乳糖基化水平。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
MagPlex微球Luminex--
PE标记链霉亲和素Agilent Technologies--
抗人IgG1-PESouthern BiotechHP6001
抗人IgG2-PESouthern Biotech31-7-4
抗人IgG3-PESouthern BiotechHP6050
抗人IgG4-PESouthern BiotechHP6025
抗人IgM-PESouthern BiotechSA-DA4
抗人IgA1-PESouthern BiotechHP6025
抗CD66b Pac BlueBioLegend305112
抗CD107aBD Biosciences555802
抗CD3BD Biosciences558117
抗CD16BD Biosciences557758
抗CD56BD Biosciences557747
抗IFNγBD Biosciences340449
抗CCL4BD Biosciences550078
抗C3bMP Biomed855385
SARS-CoV-2野生型S蛋白Sino Biological40589-V08H4
SARS-CoV-2野生型受体结合域Sino Biological40592-V08H
SARS-CoV-2 Alpha变体S蛋白Sino Biological40589-V08B6
SARS-CoV-2 Alpha变体RBDSino Biological40592-V08H82
SARS-CoV-2 Beta变体S蛋白Sino Biological40589-V08B7
SARS-CoV-2 Beta变体RBDSino Biological40592-V08H59
SARS-CoV-2 Gamma变体S蛋白Sino Biological40589-V08B10
SARS-CoV-2 Gamma变体RBDSino Biological40592-V08H86
SARS-CoV-2 Delta变体S蛋白Sino Biological40589-V08B16
SARS-CoV-2 Delta变体RBDSino Biological40592-V08H115
SARS-CoV-2 Omicron变体S蛋白Sino Biological40589-V08H26
SARS-CoV-2核衣壳蛋白Sino Biological40588-V08B
SARS-CoV-2 Omicron变体RBDSino Biological40592-V08H121
人冠状病毒OC43 S蛋白Sino Biological40607-V08B
人冠状病毒HKU1 S蛋白(N5分离株)Sino Biological40606-V08B
人巨细胞病毒糖蛋白BSino Biological10202-V08H1
豚鼠补体CedarlaneCL4051
蛋白质转运抑制剂BD Biosciences554724
布雷菲德菌素ASigmaB7651
NHS-Sulfo-LC-LC试剂盒ThermoFisher21435
Zebra-Spin脱盐和色谱柱ThermoFisher89882
RosetteSep NK富集试剂盒Stem Cell Technologies15065
Fix & Perm细胞透化试剂盒ThermoFisherGAS002S-100
iQue Screener PlusIntellicyt/Sartorius11811
iQue Forecyt 9.1Sartorius60028
384孔HydroSpeed洗板机Tecan30190112

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
队列和样本采集
疫苗平台、剂量、时间间隔、样本量、采样时间点、人群特征
阅读提示:Methods: Experimental model and participants details, Table 1, Table 2
抗体结合和Fc受体结合
抗原类型、血清稀释度、Luminex耦合条件、检测抗体
阅读提示:Methods: Immunoglobulin isotype and Fc receptor binding, Table 3
功能抗体检测
抗原(WT和Omicron Spike)、血清稀释度、效应细胞(THP-1、中性粒细胞、NK细胞)、供者数量、检测指标
阅读提示:Methods: Evaluation of antibody-mediated functions
糖基化分析
样本时间点、抗原、抗体耦联、酶切、标记和分析方法
阅读提示:Methods: Glycosylation analysis