自2019年底新冠疫情爆发以来，新冠病毒（SARS-CoV-2）不断进化，在已接种疫苗的人群中引发了新的感染和免疫逃逸浪潮。其中，奥密克戎（Omicron）是当前的流行株。相比原始毒株，Omicron突变株的Spike基因（S基因）出现了30多个突变，其中一半位于S蛋白的RBD区域。此外，Omicron突变株能够逃逸大多数抗新冠中和抗体。

一些研究显示，接种三剂新冠疫苗比接种两剂对Omicron具有更好的中和活性，但尚不清楚接种疫苗后的突破性感染，对接种三剂和接种两剂疫苗的人的免疫反应有何影响。

2023年1月25日，上海交通大学医学院上海市免疫学研究所叶菱秀团队联合上海市免疫学研究所王颖教授、上海交通大学医学院附属第九人民医院许洁主任医师，在 Cell Research 期刊发表了题为：Repeated vaccination of inactivated SARS-CoV-2 vaccine dampens neutralizing antibodies against Omicron variants in breakthrough infection 的研究论文。

这些研究数据表明，重复接种灭活病毒疫苗（第三针加强接种）会增强对原始毒株的强烈免疫反应，但这反过来会降低对新毒株（Omicron）的免疫反应。

这种新冠灭活疫苗诱导的免疫印迹，可能反映了流感领域中的抗原原罪（original antigenic sin）学说——免疫系统建立了针对某个抗原的免疫记忆后，再遇到一个新的类似抗原时，会优先激活针对之前抗原的免疫反应。

因此，在设计后续疫苗接种和加强接种策略时，应仔细考虑免疫印迹的问题。

据统计，自2021年初国产新冠疫苗上市以来，我国约91%的人群完成了两剂疫苗接种，53%的疫苗接种人群接种了疫苗加强针。尽管疫苗接种率很高，但在2022年3月至6月期间，上海有63万人感染了Omicron BA.2毒株。

BA.2毒株在S蛋白中有29个突变，其中16个在RBD区域，这导致了其对疫苗诱导的中和抗体的逃逸。在这项研究中，研究团队测试了接种2剂或3剂灭活病毒疫苗后再感染BA.2毒株，对中和抗体对抗原始毒株、BA.2、BA.4及BA.5的活性变化的影响。

研究团队收集了上海地区135名BA.2毒株感染者的血清样本，在感染BA.2或突破性感染BA.2前，24人从未接种新冠疫苗，56人接种2剂灭活疫苗，55人接种3剂灭活疫苗。

这135人中，男性64人，女性71人，年龄为22-96岁，其中84%的人年龄在50岁以上。62人有既往合并症，他们中有25人接种了2剂灭活疫苗，24人接种了3剂灭活疫苗，13人未接种疫苗。未接种疫苗者有三分之一的人出现重症，而接种2剂或3剂疫苗者没有人出现重症。

接下来，研究团队通过VSV假病毒中和法测量了血清样本中针对新冠病毒原始毒株和Omicron突变株（BA.2、BA.4、BA.5）的中和抗体滴度。结果显示，随着接种剂量的增加，未检测中和抗体的比例随之下降。但值得注意的是，与接种2剂的人相比，接种3剂新冠疫苗的人具有高水平抗原始毒株中和抗体的比例更高，但他们具有高水平抗Omicron突变株的中和抗体水平的比例却明显降低了。

这一结果提示了我们，重复接种（接种第3剂加强针）产生的中和抗体对接种株（原始毒株）的中和活性要高于新毒株（Omicron突变株）。

接下来，研究团队绘制了不同疫苗剂量组的中和抗体的几何平均滴度，结果显示，接种3剂疫苗组的抗原始毒株的中和抗体滴度最高，但与2剂疫苗组并没有明显差异。但值得关注的是，与2剂疫苗组相比，3剂疫苗组的抗BA.2、BA.4和BA.5的中和抗体滴度显著下降。

为了排除观察到的偏差是由年龄差异造成的可能性，研究团队对80岁以下的样本进行了同样的分析，并观察到类似的趋势。为了排除抗Omicron突变株的中和抗体滴度较低是由于3剂疫苗组的症状较轻导致的可能性，研究团队分析了检测到中和抗体的患者的临床症状，结果显示，2剂疫苗组和3剂疫苗组的轻症比例相同，都是68%，这表明3剂疫苗组的抗Omicron中和抗体滴度更低，不是因为该组症状更轻微。

该研究还发现，在3剂疫苗组中，22.9%表现出低水平BA.2特异性中和抗体滴度和中/高水平原始毒株特异性特异性中和抗体滴度，而这在2剂疫苗组中没有。研究团队还选择了高中和抗体水平血清样本进行了抗原始毒株RBD抗体消耗实验，结果显示，3剂疫苗组抗原始毒株中和抗体滴度显著下降的比例明显高于2剂疫苗组（68.4% vs 33.3%），这表明3剂疫苗组针对原始毒株RBD的抗体对血清中和的贡献更大。

以上结果表明，在突破性感染中，重复接种灭活新冠疫苗会降低中和抗体对新的Omicron突变株的反应，而这是由于其在原始毒株上有更强的免疫印迹。

在新冠大流行初期，新冠疫苗的快速研发和广泛接种，极大地降低了COVID-19的严重程度和死亡率。但新冠病毒还在不断突变和进化并持续威胁人类健康。

在未来，对抗新突变株的疫苗接种和加强接种策略，必须考虑现有免疫记忆的影响，因为目前大多数人已经通过接种疫苗或自然感染获得了一些对原始毒株或突变株的免疫力。

这些研究数据表明，重复接种灭活疫苗，可能会引起针对原始毒株的强烈免疫反应，但这反过来降低了对新毒株的免疫反应，接种3剂疫苗者针对BA.2、BA.4和BA.5的中和抗体的活性相比接种2剂疫苗者反而下降。

需要指出的是，与2剂疫苗组相比，3剂疫苗组对Omicron突变株的中和抗体活性虽然降低了，但这两组之间的临床症状相似，并且接种3剂疫苗被证明能够降低感染后的重症和死亡风险。

研究团队强调，这项研究仅限于接种疫苗后的突破性感染者，对于大多数而言，仍然强烈建议进行新冠疫苗加强接种以预防重症。研究团队呼吁，在设计后续疫苗接种和加强接种策略时，应当免疫印迹保持谨慎。研究团队还表示，可以参考流感领域应对免疫印迹的解决方法——开发针对当前毒株和未来相关毒株的通用疫苗。

论文链接：

www.nature.com/articles/s41422-023-00781-8