mRNA-1273疫苗接种一年后对恒河猴SARS-CoV-2 Delta变体的保护与肺部回忆性抗体应答一致

Protection from SARS-CoV-2 Delta one year after mRNA-1273 vaccination in rhesus macaques coincides with anamnestic antibody response in the lung.

作者信息Matthew Gagne, Kizzmekia S Corbett, Barbara J Flynn, Kathryn E Foulds, Danielle A Wagner, Shayne F Andrew, John-Paul M Todd, Christopher Cole Honeycutt, Lauren McCormick, Saule T Nurmukhambetova, Meredith E Davis-Gardner, Laurent Pessaint, Kevin W Bock, Bianca M Nagata, Mahnaz Minai, Anne P Werner, Juan I Moliva, Courtney Tucker, Cynthia G Lorang, Bingchun Zhao, Elizabeth McCarthy, Anthony Cook, Alan Dodson, I-Ting Teng, Prakriti Mudvari, Jesmine Roberts-Torres, Farida Laboune, Lingshu Wang, Adrienne Goode, Swagata Kar, Seyhan Boyoglu-Barnum, Eun Sung Yang, Wei Shi, Aurélie Ploquin, Nicole Doria-Rose, Andrea Carfi, John R Mascola, Eli A Boritz, Darin K Edwards, Hanne Andersen, Mark G Lewis, Mehul S Suthar, Barney S Graham, Mario Roederer, Ian N Moore, Martha C Nason, Nancy J Sullivan, Daniel C Douek, Robert A Seder
PMID34921774
期刊Cell
发布时间2022-01-06
DOI10.1016/j.cell.2021.12.002

实验完整度

高

包含恒河猴疫苗接种与活病毒攻击模型、体液与细胞免疫检测及肺部病理验证

主要模型

Indian-origin rhesus macaques SARS-CoV-2 B.1.617.2 攻击模型 Syrian hamsters

重点核对

恒河猴分组:mRNA-1273组8只、mRNA对照组8只,于第0周和第4周肌肉注射100 μg 攻击:初免后49周,以2×10^5 PFU B.1.617.2经气管内(1.5×10^5 PFU)和鼻内(0.5×10^5 PFU)途径感染 样本采集时间:免疫后第6、24/25、42/48周及攻击后第2、4、7、14天采集血清、BAL和鼻拭子 检测终点:sgRNA_E/N拷贝数、TCID50、血清结合/中和滴度、BAL与鼻洗液抗体、B/T细胞应答及肺组织病理与病毒抗原 BAL样本在第6周和第25周仅用S1肽段刺激,攻击后样本用S1和S2肽段刺激

摘要

mRNA-1273疫苗对SARS-CoV-2 Delta变异株的效力随时间减弱;然而,关于免疫应答持久性对保护作用影响的数据有限。在此,我们免疫恒河猴,并在一年内评估血液及上、下气道中的免疫应答。针对Delta的血清中和滴度在第6周(峰值)和第48周(攻击时)的半数抑制稀释度(ID50)分别为280和34。支气管肺泡灌洗液(BAL)中的抗体结合滴度也下降。Delta攻击后第4天,BAL中病毒已不可培养,亚基因组RNA较对照动物下降约3-log10。鼻拭子中sgRNA降低1-log10,病毒仍可培养。攻击后第4天在BAL中检测到回忆性抗体(滴度增加590倍),但未检测到T细胞应答。mRNA-1273介导的肺部保护是持久的但延迟,并可能依赖于回忆性抗体应答。上、下气道的快速持久保护可能最终需要加强免疫。

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
mRNA-1273接种近一年后,对SARS-CoV-2 Delta变体的保护是否持久,以及其与抗体应答持久性的关系。
核心机制
肺部保护可能依赖于攻击后局部回忆性抗体应答,而非攻击前血清中和滴度;mRNA-1273介导的肺部保护持久但延迟。
主要证据
恒河猴接种mRNA-1273后49周攻击B.1.617.2:攻击后第4天BAL中病毒不可培养、sgRNA较对照下降约3-log10,BAL中B.1.617.2结合抗体滴度较第42周升高590倍;鼻拭子sgRNA仅降低1-log10且病毒仍可培养;肺组织未检测到病毒抗原。
研究意义
mRNA-1273介导的肺部保护持久但延迟,上气道保护有限,提示为维持上下气道持续保护可能需要加强免疫。

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

恒河猴免疫与长期免疫应答监测

评估mRNA-1273免疫后一年内血液及上下气道的体液和细胞免疫应答动力学。

恒河猴于第0周和第4周肌肉注射100 μg mRNA-1273或mRNA对照,在第6、24/25、42/48周采集血清、BAL和鼻洗液,检测结合抗体、中和抗体、抗体亲和力、记忆B细胞和T细胞应答。

2

B.1.617.2攻击及病毒复制检测

评估免疫后约一年对Delta变体攻击的保护效果。

初免后49周,以2×10^5 PFU B.1.617.2经气管内和鼻内途径攻击,攻击后第2、4、7、14天采集BAL和鼻拭子,检测sgRNA_E/N拷贝数和TCID50。

3

攻击后回忆性抗体应答及B/T细胞应答检测

探究攻击后局部和全身免疫应答的回忆性变化。

攻击后采集血清、BAL和鼻洗液检测结合抗体和中和抗体,并用流式细胞术检测记忆B细胞和T细胞应答。

4

肺部病理与病毒抗原检测

评估mRNA-1273对肺部炎症和病毒抗原的保护作用。

攻击后第7天,每组4只恒河猴的肺组织进行H&E染色和免疫组化检测SARS-CoV-2抗原,由盲法病理学家评分。

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
山羊抗人抗体(磺基标签标记)Meso Scale DiagnosticsR32AJ-1
人/非人灵长类IgA检测抗体Meso Scale DiagnosticsD20JJ-6
SARS-CoV-2核衣壳抗体(多克隆)GeneTexGTX135357
LIVE/DEAD可固定Aqua死细胞染色试剂盒ThermoFisher ScientificL34966
PepMix SARS-CoV-2(S1+S2)肽池JPT Peptide Techologies--
PepMix SARS-CoV-2(NCAP)肽池JPT Peptide TechologiesPM-WCPV-NCAP
RNAzol BD柱式试剂盒Molecular Research CenterRC 292
TaqMan快速病毒一步法预混液ThermoFisher Scientific4444436
FuGENE 6转染试剂PromegaE2692
Series S CM5传感器芯片Cytiva29149603
His捕获试剂盒2型Cytiva29234602
胺偶联试剂盒CytivaBR100633
V-PLEX SARS-CoV-2 panel 13试剂盒Meso Scale DiagnosticsK15466U (ACE 2)
V-PLEX SARS-CoV-2 384 panel 2 (IgG)试剂盒Meso Scale DiagnosticsK25420U
同种型分型panel 1人/非人灵长类试剂盒Meso Scale DiagnosticsK15203D-2
猴抗麻疹IgGAlpha Diagnostic International530-170-MMG
Amicon Ultra-15离心过滤单元(50,000 MWCO)Millipore SigmaUFC905096
链霉亲和素多阵列384孔板Meso Scale DiagnosticsL21SA-1
MSD读取缓冲液T(4X)Meso Scale DiagnosticsR92TC
MSD封闭剂A试剂盒Meso Scale DiagnosticsR93AA-1
硫氰酸钠溶液Millipore-Sigma80518-500ML-F
NEBNext ultra II RNA文库制备试剂盒(Illumina)New England BiolabsE7770
NEBNext多重寡核苷酸New England BiolabsE6440

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
恒河猴免疫
动物年龄、性别、分组(每组8只)、免疫剂量(100 μg)、途径(肌肉注射)、时间(第0周和第4周)
阅读提示:Methods:Rhesus macaque model and immunizations
B.1.617.2攻击
攻击时间(初免后49周)、剂量(2×10^5 PFU)、途径(气管内和鼻内)及体积分配
阅读提示:Methods:Delta challenge
病毒复制检测
样本类型(BAL、鼻拭子)、采样时间点(攻击后第2、4、7、14天)、sgRNA检测方法及检测限
阅读提示:Methods:Subgenomic RNA quantification;Figure 6 legend
抗体检测
血清稀释度、BAL/鼻洗液浓缩倍数、检测平台(MSD)、标准品(WHO国际标准)
阅读提示:Methods:Serum and mucosal antibody titers
肺部病理与免疫组化
采样时间(攻击后第7天)、每组动物数(4只)、抗体稀释度(1:2000)、评分标准
阅读提示:Methods:Histopathology and immunohistochemistry;Figure 7 legend