在一項新的研究中，來自英國帝國理工學院和倫敦瑪麗女王大學的研究人員發現人體通過疫苗接種或感染遇到的首個SARS-CoV-2刺突蛋白會影響他們隨后對當前和未來的SARS-CoV-2變體的免疫反應。也就是說，它賦予的不同特性對保護免疫系統免受SARS-CoV-2變體感染的能力產生了影響，并且還影響了這種保護的衰減速度。相關研究結果于2021年12月2日在線發表在Science期刊上，論文標題為“Heterologous infection and vaccination shapes immunity against SARS-CoV-2 variants”。
眾所周知，在感染或接種疫苗后，抗體水平會隨著時間的推移而減弱，但是這項新的研究表明，人體的保護性免疫反應也會受到他們所接觸的哪種毒株或毒株組合的影響。
在COVID-19大流行的23個月后，世界各地的人們根據他們的暴露情況對SARS-CoV-2病毒產生非常不同的免疫反應模式。在全球范圍內，人們已經暴露于原始的SARS-CoV-2毒株和/或Alpha、Beta、Gamma、Delta變體以及現在的Omicron變體。此外，人們可能沒有接種疫苗，或者已經接種了一至三針疫苗（使用原始毒株的刺突蛋白進行編程而構建出的）。
每種SARS-CoV-2變體的刺突蛋白都有不同的突變，而且這些作者發現，這些突變形成了隨后的抗體和T細胞反應（免疫組庫）。
論文通訊作者、帝國理工學院傳染病系的Rosemary Boyton教授說，“我們通過感染或接種疫苗首次遇到刺突蛋白抗原，這通過免疫印記（immune imprinting）塑造了我們隨后的免疫反應模式。暴露于不同的刺突蛋白可以導致對SARS-CoV-2變體的反應減少或增強。這對未來的疫苗設計和劑量選擇策略具有重要意義。”
這項新的研究調查了接種兩劑輝瑞COVID-19 mRNA疫苗的醫護人員的“免疫印記”，以了解他們對令人擔憂的變體感染的免疫反應。它涉及對731人的Barts COVIDsortium醫護人員隊列進行詳細的縱向跟蹤，這些人自2020年3月以來一直被跟蹤研究。
這些作者比較了第一波感染原始毒株的人或第二波感染Alpha變體的人的保護性免疫反應。在第二波感染者中，三次遇到不同的刺突蛋白（即在Alpha變體感染和兩劑疫苗接種之后），與遇到三次相同的刺突蛋白序列（即都是通過原始毒株感染和兩劑基于原始毒株刺突蛋白的疫苗接種）相比，對原始毒株和Beta變體的保護性（中和）抗體反應較低，但對Delta變體的保護性反應較高。
這項新的研究還顯示，在遇到這些不同的刺突蛋白后，針對變體的中和抗體反應會隨著時間的推移而衰減。
這項研究中的兩劑疫苗接種者中出現了一些Delta變體突破性感染的病例。在第二劑疫苗接種三周后測得的抗刺突蛋白抗體水平很高，但在第二劑疫苗接種五個月后，針對Delta變體的保護性中和抗體反應的實際水平已降至零。
然而，第三劑加強疫苗中的原始刺突蛋白會提升抗體反應。Boyton說，“這些發現強調了第三劑加強疫苗接種對減少病毒傳播的重要性。”
這些作者強調，盡管出現了突破性感染，但面對Alpha、Beta、Gamma和Delta變體，接種疫苗引發的免疫反應仍能有效防止COVID-19的重癥形式和死亡。
基于這些發現，這些作者說，疫苗設計和劑量選擇策略需要在未來得到驗證，以最大限度地利用免疫印記的優勢。這將涉及加強保護的廣度，而不是用最新的變體刺突蛋白序列來調整現有的疫苗。
論文共同作者、帝國理工學院免疫學與炎癥系的Daniel M. Altmann教授說，“我們最近的一些非常大型的研究表明，疫苗免疫力下降得相當快。這使我們很容易受到Delta變體突破性感染的影響，而且通常可以通過接種第三劑疫苗來挽救保護作用。這項新的研究如今提供了關于誰是易感者和何時易感的相當多的新細節。你可能是一個對疫苗有很好反應的人，但如果你沒有接受加強疫苗接種，仍然會成為Delta變體突破性感染的受害者。真正令人吃驚的消息是發現感染了Alpha變體的人對其他變體的免疫力有如此不同的模式和減弱。免疫印記意味著我們如今都在以略微不同的方式為我們未來的保護進行編程。挑戰在于如何以正確的方式擴大人群的免疫力，因為我們需要確保盡可能廣泛的疫苗覆蓋。目前，隨著Omicron變體的出現，人們接種加強疫苗是至關重要的。但是在未來，我們應該考慮如何構建出能夠更加擴大我們的免疫反應的疫苗，以防止其他令人擔憂的新變體出現。”
論文共同作者、倫敦瑪麗女王大學的áine McKnight教授補充說，“模擬COVID-19大流行病的未來進程正變得越來越復雜。”
論文共同第一作者、帝國理工學院的Catherine Reynolds博士說，“我們的研究強調了在現有疫苗的背景下了解對不同SARS-CoV-2變體的免疫反應的重要性，以便對未來的疫苗設計、策略和時間尺度做出明智的決定。”
論文共同第一作者、倫敦大學瑪麗皇后學院的Joseph Gibbons博士說，“有可能逃避免疫反應的新變體的出現表明，我們必須對下一代疫苗進行未來驗證。我們研究了感染不同變體的人的免疫力，發現疫苗反應因感染毒株的不同而變化很大。這些發現可用于確保疫苗設計是最佳的。這項新的研究強調了持續監測疫苗對新變體（如Omicron）的有效性的重要性。”
