在先前接种SARS-CoV-2 mRNA疫苗后进行同侧免疫比对侧免疫诱导更优的B细胞反应

Ipsilateral immunization after a prior SARS-CoV-2 mRNA vaccination elicits superior B cell responses compared to contralateral immunization.

作者信息Wenxia Jiang, Alexander R Maldeney, Xue Yuan, Martin J Richer, Scott E Renshaw, Wei Luo
PMID38194344
期刊Cell Rep
发布时间2024-01-23
DOI10.1016/j.celrep.2023.113665

实验完整度

包含小鼠免疫、流式细胞术、ELISA、ELISpot等实验,并进行了机制验证(如c-MYC表达、TFH分析)。

主要模型

C57BL/6小鼠 SARS-CoV-2 mRNA疫苗(BNT162b2)免疫小鼠 NP-OVA免疫小鼠

重点核对

免疫部位:同侧或对侧后肢 疫苗剂量:0.2 μg BNT162b2 mRNA疫苗,溶于30 μL PBS 加强免疫时间:初次免疫后3周 分析时间点:加强后2、4、9天及19周 样本量:每组5-17只小鼠不等

摘要

mRNA疫苗已被证明在对抗COVID-19中起到关键作用。在初次接种后3至4周推荐的加强针可以大幅增强保护性抗体水平。在这里,我们显示,与对侧加强相比,SARS-CoV-2 mRNA疫苗的同侧加强诱导更多的针对受体结合域(RBD)的生发中心B细胞(GCBCs),并产生更多的骨髓浆细胞。同侧加强可以更快速地产生具有改善的交叉反应性(针对Omicron变异株)的高亲和力RBD特异性抗体。机制上,同侧加强促进了来自先前疫苗的既有GCBCs的正向选择和浆细胞分化,这与滤泡辅助性T细胞的扩增相关。此外,我们显示,在先前mRNA疫苗接种后用不相关抗原进行同侧免疫,相对于对侧免疫,增强了对新抗原的生发中心和抗体反应。这些发现提出了优化疫苗效力的可行方法。

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
接种SARS-CoV-2 mRNA疫苗后,加强免疫接种部位(同侧与对侧)对B细胞和抗体反应的影响及其机制是什么?
核心机制
同侧加强更有效地激活先前疫苗接种产生的持续生发中心反应,促进既有GCBCs的正向选择和浆细胞分化,并伴随滤泡辅助性T细胞的扩增,从而增强RBD特异性GCBCs和骨髓浆细胞的产生。
主要证据
同侧加强产生更多RBD特异性GCBCs和骨髓AFCs,更早产生高亲和力RBD抗体,且对Omicron的交叉反应性更高;流式细胞术显示同侧加强增加c-MYC+ GCBCs和PC前体,并降低TFR频率。
研究意义
提示优化疫苗接种部位(同侧加强)可增强疫苗效力,并为在mRNA疫苗接种后接种不相关疫苗提供策略。

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

初次免疫和加强免疫

比较同侧和对侧加强免疫对B细胞反应的影响

小鼠后肢肌肉注射0.2 μg BNT162b2 mRNA疫苗,3周后在同侧或对侧后肢给予相同剂量加强免疫。

2

分析生发中心B细胞反应

评估加强免疫部位对GCBC数量和特异性的影响

在加强后9天,通过流式细胞术分析引流淋巴结中的总GCBCs和RBD特异性GCBCs。

3

评估对既有生发中心的影响

确定加强免疫对先前疫苗诱导的GCBCs的即时影响

在加强后2天和4天,分析引流淋巴结中既有GCBCs的c-MYC表达和浆细胞前体频率。

4

分析滤泡辅助性T细胞

研究不同加强策略对TFH和TFR细胞的影响

在加强后4天,通过流式细胞术分析引流淋巴结中TFH和TFR的频率和数量。

5

评估抗体反应

比较同侧和对侧加强诱导的抗体滴度、亲和力和交叉反应性

在加强后9天和19周,通过ELISA和亲和力ELISA检测血清中RBD和刺突蛋白特异性IgG滴度和亲和力,以及对Omicron变异株的交叉反应性。

6

评估骨髓浆细胞反应

确定加强免疫部位对骨髓中抗体分泌细胞和长寿命浆细胞的影响

在加强后19周和60-63周,通过ELISpot分析骨髓中的RBD和刺突特异性AFCs。

7

评估对不相关抗原的免疫反应

研究先前mRNA疫苗接种对后续不相关抗原免疫反应的影响

小鼠先接受mRNA疫苗,3周后在同侧或对侧后肢注射NP-OVA(铝佐剂),2周后分析NP特异性GCBCs和浆母细胞。

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。

验证样本或模型特征
验证细胞功能变化
验证免疫效应
评估体内效果
数据分析与统计

产品清单

实验环节名称品牌货号
BNT162b2疫苗Pfizer/BioNTech--
铝佐剂InvivoGenvac-alu-50
抗IgD抗体BioLegend405717
抗BCL6抗体BioLegend358504
抗CR1/2抗体BioLegend123424
Ghost Dye Violet 510Cytek13-0870-T100
抗CD16/32抗体BioLegend156604
SARS-CoV-2刺突蛋白RBD四聚体BioLegend793906
SARS-CoV-2刺突蛋白四聚体Sino Biologicals40589-V27B-B
抗B220抗体BioLegend103236
抗CD95抗体BD557653
抗CD38抗体BD740697
抗CD138抗体BioLegend142531
抗CD44抗体BioLegend103028
NP-PEBiosearchN-5070
抗IRF4抗体BioLegend646408
抗BCL6抗体BD562401
c-MYC抗体Cell Signaling Technology18583S
SARS-CoV-2刺突蛋白Sino Biologicals40589-V08B1
SARS-CoV-2 RBD蛋白Sino Biologicals40592-V08H
Omicron刺突蛋白Sino Biologicals40589-V08H26
Omicron RBD蛋白Sino Biologicals40592-V08H121
NP2-BSABiosearch TechnologiesN-5050XL-10
NP18-BSABiosearch TechnologiesN-5050M-10
HRP标记的山羊抗小鼠IgGSouthernBiotech1030-05
TMB底物试剂盒Thermo Scientific34021
HRP标记的山羊抗小鼠IgG2cSouthernBiotech1077-05
AEC底物套装BD551951

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
小鼠免疫
小鼠品系、年龄、性别、疫苗剂量和体积、免疫途径和部位
阅读提示:Methods 'Mouse models'
流式细胞术
抗体克隆、荧光标记、染色方案和仪器设置
阅读提示:Methods 'Flow cytometry staining and analysis'
ELISA
包被抗原种类和浓度、血清稀释度、孵育时间、检测抗体
阅读提示:Methods 'ELISA and affinity-ELISA assays'
ELISpot
抗原包被浓度、细胞数量、孵育时间、检测抗体
阅读提示:Methods 'ELISPOT assay'
统计分析
统计检验方法、显著性阈值、样本量
阅读提示:Methods 'QUANTIFICATION AND STATISTICAL ANALYSIS'