香港大学：新冠疫苗作用被高估，无法抑制病毒在上呼吸道的侵染

2021-03-06 生物世界

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来源 | 生命科学前沿

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 Cell 子刊 Cell Host & Microbe 杂志上发表了题为： Robust SARS-CoV-2 infection in nasal turbinates after treatment with systemic neutralizing antibodies 的研究论文。

这项研究表明，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。 主要结论如下：

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。

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位病人种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。

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，研究团队利用针对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。

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取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 。

论文链接：

https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(21)00098-6