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香港大学重磅:新冠疫苗作用被高估,无法抑制病毒在上呼吸道的侵染

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生辉 2021-03-03 16:49

来源生命科学前沿(advancedlifesci)

撰文刹那小公子

众所周知,新冠病毒的主要侵染部位为肺部,传播途径是空气传播,因此,上呼吸道病毒载量的高低,会直接影响疾病传播速率。目前广泛使用的疫苗,包括新冠国药灭活疫苗和辉瑞 mRNA 疫苗,其基本作用原理之一均为产生针对新冠 S 蛋白的中和抗体,从而竞争性抑制病毒与细胞表面 ACE2 受体的结合。目前的研究表明,疫苗可以有效地控制疾病流行。

但近期,香港大学医学院微生物学系教授、艾滋病研究所所长陈志伟团队在顶级期刊 Cell Host & Microbe 上发表研究成果表明:

1.中和抗体虽然可以抑制病毒在肺部的感染和降低肺脏损伤,但并不能有效的抑制病毒在上呼吸道的侵染。

2. 接受疫苗注射的人群,其本身不仅不能对病毒完全免疫,其在感染后同样具有传递病毒的能力。

3. 在临床治疗中,中和抗体对病毒在鼻甲中的侵染同样无能为力

该团队的研究表明,疫苗很可能无法阻止病毒的扩散和感染,因而坚持佩戴口罩,降低上呼吸道接触病毒的几率是必不可少的。

1.中和抗体预防能力有限

为了研究人类中和抗体对机体的保护作用,陈志伟团队从 12 位病人中分离出了外周血单核细胞,并以此构建了 Fab phage 文库(抗体文库),共包含超过 30万 种克隆。通过进一步的筛选和功能验证,该团队最终确认了四种和 SARS-CoV-2 S 蛋白 RBD 结构域高度亲和的中和抗体,并命名为 ZDY20, ZDY28, ZDY49, 和 ZDY95。那么这些抗体是否能够预防机体免受新冠病毒感染呢?

为了探索这个问题,该团队选用成熟的雪貂模型,通过腹腔注射的方式给予了健康雪貂 ZDY20 抗体,并在注射后 24h 进行了病毒感染。PFU 实验结果表明,中和抗体预处理抑制了病毒在鼻甲(鼻腔外侧壁的骨性解剖结构)、气管和肺脏中复制;更灵敏的 PCR 结果则表明,中和抗体对病毒在肺脏中的复制抑制效力达到了 1000 倍,但对病毒在鼻甲和器官中的作用甚微。


与之相符的是,虽然中和抗体预处理,有效的抑制了肺部的病变和感染,但对鼻甲中病毒的侵染无能为力,无论是高浓度抗体处理还是低浓度抗体处理,雪貂鼻甲中均检测到了大量 NP +细胞(感染细胞,病毒N蛋白)和免疫细胞的浸润。因而,作者认为,中和抗体可以预防肺部感染,但对上呼吸道感染无能为力。

2. 疫苗对控制上呼吸道感染具有很大的局限性

为了进一步验证上述结论,作者使用更强的 ZB8 抗体重复了实验。结果表明,和 ZDY20 相似,ZB8 抗体可以预防新冠病毒对肺部的侵染,但无法抑制其感染鼻甲。

临床使用的多种疫苗其作用机理的一大共性是通过产生针对 S 蛋白的中和抗体,来抑制病毒进入细胞的过程。前述研究表明直接抗体注射难以预防新冠病毒在上呼吸道的感染,那么自然而然的,靠中和抗体发挥作用的疫苗,其预防作用是否也被高估了呢?

为了回答这个问题,Chen 团队利用针对 S 蛋白的 DNA 疫苗,对雪貂进行免疫。免疫后的雪貂产生了针对 S 蛋白的特异性中和抗体,但是,尽管其体内和抗体浓度很高,但仍然无法抑制病毒在鼻甲中的侵染。因此,无论是直接注射中和抗体,还是通过疫苗产生特异性中和抗体,均不能有效地抑制病毒在上呼吸道的感染。

上呼吸道的病毒因而可以通过呼吸进入空气,感染健康人群。因而,接受疫苗注射的人群,其本身不仅不能对病毒完全免疫,其在感染后具有传递病毒的能力。

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3.中和抗体疗法无法抑制上呼吸道感染

上述实验表明,疫苗和中和抗体注射,均无法预防新冠病毒感染人体。临床上,医生会采用抗体疗法治疗新冠病人,即将特异性抗体注射进人体,抑制病毒的扩散。那么,抗体疗法的保护作用是否也同样具有局限性呢?为了获得答案,陈志伟团队首先用病毒感染了健康雪貂,然后在感染后对雪貂进行了三次抗体注射治疗。实验结果表明,抗体治疗有效地抑制了病毒在肺部的感染,但同样对病毒在鼻甲中的侵染无能为力。

结论

新冠大流行至今已经夺去了超过百万人的生命,而这种趋势目前并没有看到逆转的希望。随着疫苗的分发,部分国家疫苗注射人次已经超过千万级别,似乎群体免疫在望。有些国家甚至开始从经济角度考虑分发“免疫护照”。但陈志伟团队的结果表明:

新冠疫苗具有很大的局限性,其对于病毒扩散至关重要的上呼吸道保护能力不足,免疫人群一样可以被感染,并在感染后很可能同样具有高度传染性性。

无论是否注射过疫苗,都应该在公共场合主动佩戴口罩,只有这样才能进一步降低自己感染以及感染他人的可能。如果新冠成为了季节性传染病,口罩会不会像胸罩一样成为人类的必需品?

https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.02.019

-End-

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