福州地區(qū)無償獻血人群新冠疫苗加強免疫與突破性感染后特異性抗體消長情況分析?

紀(jì)淑華 林授 黃淑銘 林小枚 張宇 江偉梅 褚曉凌△

(1.福建省血液中心,福建 福州 350004,2.福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院檢驗科)

新型冠狀病毒(SARS-COV-2)自2019 年發(fā)現(xiàn)以來,引起的新冠病毒感染(coronavirus disease 2019,COVID-19)迅速在全球流行,對人民生命安全造成極大威脅。迄今為止,新冠病毒感染仍無特效藥,新冠病毒疫苗接種是預(yù)防的重要手段之一。接種疫苗可刺激機體產(chǎn)生特異性抗體,抗體通過識別、中和或殺滅入侵的新冠病毒,達到預(yù)防目的。隨著接種疫苗時間的推移,中和抗體水平下降,需通過加強免疫提高抗體水平。截至2022 年12 月13 日,我國累計報告接種新冠病毒疫苗34 億5 167.7 萬劑次,疫苗接種覆蓋人數(shù)和全程接種人數(shù)分別占全國總?cè)丝诘?2.73%和90.37%[1],其中福建省累計接種10 256.01 萬人次[2]。目前來看,新冠病毒疫苗預(yù)防重癥和死亡效果非常顯著[3]。新冠疫苗接種后仍然會發(fā)生突破性感染,但接種新冠疫苗加強針6 個月內(nèi),對預(yù)防新冠病毒感染和癥狀方面是有效的[4]。2022 年12 月至2023 年2 月期間,我國超過82%的人口感染新冠病毒[4],福建省于2023 年12 月底達到新冠病毒感染高峰。新冠疫情爆發(fā)以來,全球尚無新冠病毒通過輸血途徑傳播的報道[5],健康人群接種新冠疫苗后,可按?血站新冠肺炎疫情常態(tài)化防控工作指引(第二版)?[6]規(guī)定的間隔期正常獻血。隨著新冠病毒感染診療方案不斷完善和規(guī)范,恢復(fù)期血漿可用于病情進展較快、具有高危因素的普通型以及重癥、危重癥新冠肺炎患者的治療[7]。我們擬通過對福州地區(qū)無償獻血人群新冠病毒疫苗第1 劑加強免疫接種前后以及突破性感染后特異性SARS-COV-2 IgG 抗體(以下簡稱IgG 抗體)水平的監(jiān)測,分析抗體消長特性,為進一步的新冠疫苗接種策略、新冠康復(fù)者恢復(fù)期血漿采集最佳時間及高效價的血漿用于COVID-19 特異性人免疫球蛋白的研發(fā)和生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究對象 2021 年10—11 月從本中心獻血者中招募志愿者151 名,隨訪至2023 年1 月。志愿者納入標(biāo)準(zhǔn):1)完成新冠疫苗全程免疫接種,接種疫苗類型為新冠病毒滅活疫苗,2)隨訪期間完成且僅完成第1 劑新冠疫苗加強免疫接種(以下簡稱加強免疫),3)隨訪期間在第1 劑加強免疫接種前、加強免疫接種后、發(fā)生新冠病毒突破性感染后分別留取血液標(biāo)本1 次、6 次、1 次。志愿者排除標(biāo)準(zhǔn):1)未能按要求留取血液標(biāo)本,2)2022 年11 月31 日前感染新冠病毒。最終109 名志愿者完成本研究。本研究所有志愿者均簽署知情同意書,并通過福建省血液中心倫理委員會批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號LL2021001)。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 通過本中心血液管理信息系統(tǒng)和問卷調(diào)查,收集志愿者的年齡、性別、體重、血型、BMI、是否吸煙,新冠疫苗全程免疫、加強免疫接種的時間和類型等信息。

1.2.2 儀器與試劑 IgG 抗體磁微粒化學(xué)發(fā)光法檢測試劑盒(批號:20211002、k20220118、20230103),化學(xué)發(fā)光免疫分析儀(Caris200),均為廈門萬泰凱瑞生物技術(shù)有限公司產(chǎn)品。

1.2.3 標(biāo)本采集 每位志愿者共留取8 次血液標(biāo)本,分別在加強免疫前14(11,20)d(記為Time0),加強免疫后14(10,23)d(記為Time1)、53(45.5,61)d(記為Time2)、88(78,101.5)d(記為Time3)、124(112.5,138.5)d(記為Time4)、158(146,174)d(記為Time5)、194(179.5,214)d(記為Time6),發(fā)生突破性感染后1 個月內(nèi)(記為Time7)。血液標(biāo)本采用帶分離膠的EDTA-K2抗凝管留取全血8 mL。

1.2.4 IgG 抗體檢測 采用化學(xué)發(fā)光免疫分析法檢測IgG 抗體。IgG 抗體檢測結(jié)果以S/CO 比值表示(S/CO ＝儀器檢測出的樣本發(fā)光值/通過校準(zhǔn)品發(fā)光值計算出的臨界值,臨界值＝陽性對照發(fā)光值均值×0.1＋陰性對照發(fā)光值均值,單位為COI)。標(biāo)本的檢測過程、結(jié)果判定均嚴(yán)格按照試劑盒說明書要求,S/CO≥1COI 判定為陽性,<1 為陰性。

1.2.5 新冠病毒突破性感染調(diào)查 接種疫苗14 d 后發(fā)生感染,即突破性感染[8],結(jié)合本研究實際,以下2 種情況判定為發(fā)生突破性感染:1)2022 年12 月－2023 年1 月期間新冠病毒核酸和(或)抗原檢測陽性,2)2022 年12 月－2023 年1 月血液標(biāo)本IgG 抗體檢測值高于加強免疫后Time1 隨訪檢測的最高值。采用問卷調(diào)查福州地區(qū)新冠病毒大規(guī)模流行期間志愿者是否出現(xiàn)新冠感染相關(guān)癥狀及是否發(fā)熱,107 名志愿者接受調(diào)查,102 名發(fā)生突破性感染。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 25.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析,計量資料符合正態(tài)分布的采用±s 表示,偏態(tài)分布的采用中位數(shù)和四分位間距M(P25,P75)表示,2 組間采用Wilcoxon 檢驗或Wilcoxon 符號秩和檢驗,計數(shù)資料采用Mc-Nemar 精確檢驗,計量資料采用單因素和兩因素重復(fù)測量方差分析,不符合球形檢驗時,以一元方差分析中Greenhouse-Geisser 校正結(jié)果為準(zhǔn)。所有統(tǒng)計分析均以P<0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 加強免疫前后IgG 抗體陽性情況 全程免疫至Time0的時間為180(171,200)d,加強免疫至Time6 的時間為194(180,214)d,兩者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05 )(表1)。51 名加強免疫前(Time0)IgG 抗體陰性者于加強免疫后14(10,23)d(Time1)轉(zhuǎn)陽。所有109 名志愿者Time1～Time5標(biāo)本IgG 抗體檢測均為陽性,5 名于Time6 轉(zhuǎn)陰。Time1 和Time6 IgG 抗體的陽性率和抗體值均高于Time0,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)(表2)。

表1 新冠疫苗全程免疫至Time0 與加強免疫至Time6時間間隔比較

表2 新冠疫苗加強免疫前后SARS-COV-2IgG 抗體水平比較(n ＝109)

2.2 加強免疫后IgG 抗體水平變化情況 加強免疫后Time1 的IgG 抗體水平最高,此后逐月下降,Time2～Time6 水平分別為峰值的89.9%、77.7%、68.3%、59.4%、53.9%。不同性別、體重、BMI、年齡、血型、是否吸煙組同時間點的IgG 抗體水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05),Time1～Time6 的IgG 抗體水平均呈下降趨勢(P值均<0.001),留樣檢測時間與各組不存在交互效應(yīng),差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05),(表3)。

表3 新冠疫苗加強免疫后SARS-COV-2 IgG 抗體水平變化情況(±s)

表3 新冠疫苗加強免疫后SARS-COV-2 IgG 抗體水平變化情況(±s)

重復(fù)測量方差分析組別nTime1Time2Time3Time4Time5Time6時間效應(yīng)分組效應(yīng)時間×分組效應(yīng)F 值P 值F 值 P 值 F 值P 值性別女27 11.14±2.31 9.65±2.82 8.51±2.95 7.49±3.21 6.23±2.98 5.85±3.19 180.52 <0.001 0.00 >0.05 0.64 >0.05男82 10.74±2.53 9.77±2.89 8.39±3.18 7.37±3.40 6.51±3.47 5.84±3.66體重 <558 11.31±1.64 10.07±3.39 8.73±3.31 7.46±3.81 6.54±3.12 6.21±3.57 180.52 <0.001 0.09 >0.05 0.15 >0.05(kg) ≥55101 10.69±2.68 9.71±2.83 8.40±3.12 7.39±3.33 6.43±3.38 5.82±3.5 BMI<2438 10.51±3.03 9.69±3.16 8.59±3.26 7.67±3.53 6.79±3.26 6.02±3.64 170.28 <0.001 0.09 >0.05 1.33 >0.05≥2471 10.86±2.38 9.78±2.70 8.34±3.06 7.26±3.27 6.25±3.40 5.75±3.50年齡 <5090 11.02±2.43 9.82±2.90 8.49±3.17 7.50±3.39 6.58±3.42 6.02±3.57 136.69 <0.001 0.93 >0.05 0.73 >0.05(歲) ≥5019 9.97±2.55 9.39±2.69 8.10±2.91 6.92±3.13 5.79±2.95 5.02±3.31血型A32 10.90±2.46 10.05±2.99 8.83±3.31 7.74±3.47 7.09±3.66 5.96±3.77 182.54 <0.001 0.47 >0.05 0.71 >0.05 B23 11.00±2.47 9.79±2.97 8.18±3.51 7.14±3.74 6.36±3.55 5.86±3.77 O43 10.98±2.27 9.71±2.75 8.40±2.85 7.42±3.16 6.27±3.06 6.05±3.47 AB11 9.76±3.29 10.71±2.85 7.84±2.94 6.88±3.14 5.36±3.06 4.66±2.73吸煙否84 10.87±2.40 9.81±2.83 8.54±3.08 7.53±3.37 6.58±3.34 6.06±3.45 178.5 <0.001 0.61 >0.05 0.92 >0.05是25 10.74±2.75 9.53±2.99 8.00±3.25 6.95±3.26 5.79±3.38 5.11±3.76總計 109 10.84±2.47 9.74±2.86 8.42±3.11 7.40±3.34 6.44±3.35 5.84±3.53 234.47 <0.001//

2.3 突破性感染后IgG 抗體與加強免疫后峰值水平比較52 名志愿者核酸和(或)抗原檢測陽性,另有50 名未進行核酸或抗原檢測,但所有102 名志愿者2022 年12 月－2023 年1月期間IgG 抗體值均高于加強免疫后的峰值(即Time1,2.07倍),判定為發(fā)生突破性感染。接受調(diào)查的志愿者95.3%發(fā)生突破性感染,突破性感染者76.5%出現(xiàn)癥狀,均為輕型,包括發(fā)熱、頭痛、全身疼痛、乏力、咳嗽、鼻塞、流鼻涕、味覺減退等,50%出現(xiàn)發(fā)熱。Time7 與Time1 IgG 抗體水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)(表4)。突破性感染無癥狀組與有癥狀組、無發(fā)熱組與發(fā)熱組Time7IgG 抗體水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P值均>0.05)(表5)。有無突破性感染組Time7IgG 抗體水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)(表6)。

表4 突破性感染后SARS-COV-2 IgG 抗體與加強免疫后峰值的比較

表5 有無癥狀與發(fā)熱者突破性感染后SARS-COV-2 IgG抗體值的比較

表6 有無發(fā)生突破性感染者SARS-COV-2 IgG 抗體比較

3 討論

新冠病毒為β 屬冠狀病毒,病毒顆粒中包含4 種結(jié)構(gòu)蛋白:刺突蛋白(spike,S)、包膜蛋白(envelope,E)、膜蛋白(membrane,M)以及核殼蛋白(nucleocapsid,N)。COVID-19疫苗設(shè)計和開發(fā)的主要靶點是SARS-COV-2 的棘突(spike,S) 蛋白[9],S 蛋白的受體結(jié)合域(receptor binding domain,RBD)可通過誘導(dǎo)中和抗體阻止宿主與病毒的相互作用[10]。有研究發(fā)現(xiàn)[11],IgG 抗體效價及免疫動態(tài)變化與中和抗體相似,SARS-CoV-2 受體結(jié)構(gòu)域特異性IgG 抗體與中和抗體滴度呈正相關(guān)[12-13],可用于體外評價中和抗體。本課題通過監(jiān)測新冠病毒S 蛋白受體結(jié)構(gòu)域的SARS-COV-2 IgG 抗體水平,作為研究新冠病毒疫苗免疫保護效果的參考指標(biāo)。

本研究中的109 名志愿者,加強免疫前IgG 抗體陰性的51 名(46.8%),于新冠疫苗加強免疫后Time1IgG 抗體均轉(zhuǎn)陽,陽性率100%,較趙本南等和張雪梅等[14-15]報道的接種加強針后1 個月的陽性率高(分別為94.5%和75.9%),結(jié)果不同可能與本研究志愿者均為健康獻血者、標(biāo)本數(shù)、留樣時間、IgG 抗體檢測試劑與方法等因素有關(guān)。本研究結(jié)果顯示,加強免疫后Time1IgG 抗體水平達到峰值(10.84±2.47),此后逐月下降,Time2 ～ Time5 抗體水平分別為峰值的89.9%、77.7%、68.3%、59.4%。加強免疫后194(180,214)d(Time6)僅5 名(4.6%)IgG 抗體轉(zhuǎn)陰,陽性者IgG 抗體水平仍達峰值的53.9%,陽性率(95.4%)和抗體值(5.84±3.53)均高于全程免疫后180(171,200)d[分別為53.2%和(1.69±1.56)]。Liu等[16]研究發(fā)現(xiàn),接種第2 劑滅活疫苗后5 個月抗體水平降至低值,但接種者體內(nèi)仍可檢測到特異性記憶B 細胞和T 細胞,接種第3 劑后體內(nèi)快速產(chǎn)生大量特異性CD4＋T 及CD8＋T 細胞,中和抗體也在接種第3 劑后1 周達到高值,與本研究結(jié)果相似?？贵w的產(chǎn)生過程分為潛伏期、對數(shù)期、平臺期和下降期[17],加強免疫接種后Time1 達到抗體水平平臺期,Time2～Time6 進入下降期,與葛文娟等[18]研究結(jié)果相同。

本研究對不同性別、體重、BMI、年齡、血型和是否吸煙志愿者的分組結(jié)果顯示,加強免疫后Time1～Time6 同時間點IgG 抗體水平基本相同,各分組因素對IgG 抗體表達無明顯影響,留樣檢測時間與各組不存在交互效應(yīng),隨著時間推移,抗體下降幅度也大致相同(表3)。劉夢穎等[11]報道,接種第2 劑新冠病毒滅活疫苗后30 d,不同性別、年齡、是否吸煙等組間IgG 特異性抗體水平基本相同,表明對于第2 劑和第3 劑(即加強免疫)病毒滅活疫苗,不同性別、年齡和是否吸煙等因素都不影響抗體表達,但體質(zhì)量會對IgG 的表達有影響,低體質(zhì)量組更易產(chǎn)生高滴度的IgG,與本研究結(jié)果存在差異,可能與體重分組標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān)(劉夢穎[11]等將體重按40～<60 Kg、60～<80 Kg、80～≤100 kg 分3 組,本研究按48～<55 kg 和≥55 kg 分2 組)。血型對于抗體水平的影響,現(xiàn)有研究報道各不相同。有研究發(fā)現(xiàn)[19-20],不同血型的新冠感染康復(fù)者SARS-CoV-2IgG 抗體滴度無顯著差異,與本研究結(jié)果相同,而Hayes 等[21]發(fā)現(xiàn),新冠感染康復(fù)者O 型獻血者的SARS-CoV-2 IgG 抗體水平較A 型獻血者低,其他血型組之間的抗體水平無差異,不同血型呈現(xiàn)的抗體水平差異,仍需要大樣本量的研究進一步證實。

2022 年9 月26 日至2023 年2 月16 日,全國本土病例新冠病毒基因組有效序列,均為奧密克戎變異株[22]。本研究102 名突破性感染均為輕癥和無癥狀者,主要表現(xiàn)為上呼吸道感染癥狀,這可能與志愿者無基礎(chǔ)疾病、年齡相對年輕,身體素質(zhì)較好,且符合?獻血者健康要求?[23]的固定單采獻血者有關(guān)。突破性感染后(Time7)IgG 抗體值達到加強免疫后峰值2.07 倍,突破性感染者IgG 抗體水平高于無突破性感染者,2 組之間抗體水平存在統(tǒng)計學(xué)差異,提示免疫突破病例IgG 抗體滴度高于新冠疫苗免疫人群,從IgG 抗體滴度來看,免疫突破病例相對于新冠疫苗免疫人群多了1 次加強免疫[24],推測突破性感染時,機體接觸病毒抗原載量可能比疫苗接種多,一般而言,抗原載量更高往往能誘導(dǎo)更高的抗體滴度[25],即真正的感染往往導(dǎo)致更強烈的免疫應(yīng)答,然而對于疫苗接種來說,可能需要多次疫苗接種才能獲得完全保護性免疫[26],也反映出機體多次接受抗原暴露能夠產(chǎn)生更強的抗體反應(yīng)。此外,本研究未發(fā)現(xiàn)有無癥狀和發(fā)熱的突破性感染者之間,其感染后(Time7)IgG 抗體水平存在差異,這與黃愛龍等[25]報道的無癥狀感染者在急性感染期以及康復(fù)期抗體水平均低于有癥狀患者組研究結(jié)果不同,原因有待后續(xù)進一步研究探討。

綜上,健康成年人接受第1 劑新冠病毒滅活疫苗加強免疫后2 周SARS-COV-2 IgG 抗體水平即達到峰值,此后隨時間消減。突破性感染后1 月內(nèi)抗體水平遠高于第1 劑加強免疫后的峰值,提示病毒感染和包括疫苗接種在內(nèi)的多次抗原暴露可刺激機體產(chǎn)生更強的免疫應(yīng)答。新冠病毒疫苗接種或突破性感染1 月左右進行新冠特免血漿或康復(fù)者恢復(fù)期血漿采集為佳,采供血機構(gòu)可在此時機動員感染后的獻血者捐獻血漿或通過篩查獲得高效價血漿為臨床治療提供支持,疫苗接種者則可在此時機捐獻特免血漿,為大規(guī)模生產(chǎn)COVID-19 特異性人免疫球蛋白提供充足原料。同時,應(yīng)持續(xù)監(jiān)測抗體消長情況,為后續(xù)疫苗接種相關(guān)科研提供依據(jù)。

利益沖突:所有作者均聲明不存在利益沖突。