近日,中國科學院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院(廣州健康院)李平超副研究員(第12批會員)與呼吸疾病全國重點實驗室陳凌教授、陳新文研究員合作在鼻噴疫苗的作用機制尤其是黏膜sIgA(分泌型免疫球蛋白A)抗體研究取得進展。 新冠病毒持續(xù)突變并增強了對上呼吸道的感染能力,雖然肌肉注射的疫苗可以減少重癥疾病,卻不能有效預防奧密克戎變異株的感染和傳播。多項國際研究發(fā)現(xiàn),感染新冠病毒后產生的鼻黏膜S蛋白特異性sIgA抗體水平越高,再次感染的風險越低。然而,上呼吸道尤其是鼻黏膜 sIgA 抗體在預防感染的作用和機制亟需研究。 研究團隊前期研制了基于奧密克戎BA.1變異株的鼻噴型重組人5型腺病毒載體奧密克戎疫苗Ad5-S-Omicron(NB2155),在小鼠模型中證實,經鼻免疫可以在呼吸道黏膜和全身(系統(tǒng))誘導產生廣譜的呼吸道黏膜sIgA抗體和T細胞反應。當把鼻噴疫苗志愿者的洗鼻液(NLF)滴鼻過繼給小鼠,可使小鼠抵御奧密克戎的攻毒感染(Signal Transduct Target Ther. 2023 Apr 17;8(1):167,李平超副研究員為共同通訊作者)。 為進一步分析鼻腔黏膜抗體,研究人員同時采集志愿者鼻噴疫苗后的洗鼻液及血樣,并提純鼻腔sIgA、血清IgG、血清IgA進行比較。發(fā)現(xiàn)鼻腔sIgA中和奧密克戎BA.5變異株的能力比血清IgG及IgA強約100倍。值得注意的是,當血清IgG和IgA失去對變異株BQ.1.1、EG.5、XBB、BA.2.86、JN.1的中和能力時,鼻腔sIgA仍能強效中和這些變異株(半抑制濃度IC50 = 23-48納摩爾),表明鼻噴疫苗誘導的鼻腔sIgA比血清抗體具有更強的抵御變異株逃逸的能力。同時,研究發(fā)現(xiàn)鼻腔sIgA對奧密克戎變異株的結合活性顯著強于血清IgG和IgA。為比較提純的人鼻腔sIgA、血清IgG、血清IgA抵御奧密克戎XBB.1.1感染的效果,利用小鼠攻毒模型證實,接受鼻噴新冠疫苗者的sIgA滴鼻的小鼠最能有效抵御感染。此外,也發(fā)現(xiàn)鼻腔sIgA比血清IgG和IgA更能有效阻斷新冠病毒Spike介導的細胞間融合,提示對防止新冠病毒在鼻腔上皮細胞間擴散具有重要意義。 通過用1升生理鹽水對志愿者徹底洗鼻并檢測洗鼻液中的抗體含量,發(fā)現(xiàn)鼻腔內含有大量的sIgA抗體(8.2毫克)而僅有少量IgG(1.3毫克)。與單體的血清IgA不同,鼻腔sIgA 主要以二聚體和多聚體形式存在,約占鼻黏膜總蛋白的40%。利用一株sIgA單克隆抗體作為標準品,研究人員還測算出鼻噴后抗原特異性IgA抗體約為鼻腔總IgA的2.6-3.9%。有趣的是,在徹底清洗鼻腔后,鼻腔中的sIgA含量可在幾小時內迅速恢復,提示勿需擔憂參加游泳等水上運動而影響鼻腔黏膜免疫。本研究有助于闡明上呼吸道黏膜sIgA 的功能和特征,證實了開發(fā)能誘導鼻腔黏膜sIgA的新冠疫苗的必要性,也對開發(fā)針對其他呼吸道病原體的鼻噴疫苗具有指導意義。 上述研究成果以“Intranasal adenovirus-vectored Omicron vaccine induced nasal immunoglobulin A has superior neutralizing potency than serum antibodies” 為題發(fā)表在Signal Transduction and Targeted Therapy期刊上(https://www.nature.com/articles/s41392-024-01906-0)。呼吸疾病全國重點實驗室陳凌教授為本論文的最后通訊作者、陳新文研究員和廣州健康院李平超副研究員(第12批會員)為共同通訊作者。呼吸疾病全國重點實驗室陳思博士、廣州健康院博士研究生張正遠、呼吸疾病全國重點實驗室汪乾副研究員和楊琪副研究員為共同第一作者。馮立強研究員(第4批會員)在研究期間給予了大力支持。該研究得到國家自然科學基金、中國科學院青年創(chuàng)新促進會(2022361)、廣州實驗室、呼吸疾病全國重點實驗室等的資助。

圖1. 鼻腔sIgA比血清抗體具有更強效且更廣譜的中和病毒活性 文章鏈接: 1.Chen S, et al. Intranasal adenovirus-vectored Omicron vaccine induced nasal immunoglobulin A has superior neutralizing potency than serum antibodies. Signal Transduct Target Ther. 2024 Jul 22;9:190 (https://doi.org/10.1038/s41392-024-01906-0) |