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本研究聚焦于SARS-CoV-2原始株感染患者的免疫应答，揭示了黏膜抗体反应及对不同变异株的中和活性差异，为理解病毒免疫逃逸机制提供重要依据
在新冠疫情初期，SARS-CoV-2的感染引发了全球范围内的公共卫生危机。意大利撒丁岛由于其独特的地理位置和遗传背景，在疫情初期表现出较低的感染率和病死率。然而，对于该地区患者感染原始株后的免疫应答特征及对后续变异株的中和能力，研究相对匮乏。为此，意大利高级卫生研究院的研究人员开展了一项针对撒丁岛住院患者的回顾性免疫学分析研究，旨在揭示患者感染SARS-CoV-2原始株后的抗体反应动态，并评估其对早期变异株的中和活性差异。研究结果表明，感染原始株的患者在黏膜水平诱导了持久的抗病毒免疫反应，但对Omicron亚变体BA.1的中和活性显著降低，而对BA.2和BA.4/5的中和活性相对较高。这一发现为理解SARS-CoV-2变异株的免疫逃逸机制提供了重要依据，并强调了黏膜免疫在防控呼吸道病毒感染中的关键作用。该研究发表在《Scientific Reports》上，为未来疫苗研发和疫情防控策略提供了科学参考。
研究人员主要采用的技术方法包括：1) 利用酶联免疫吸附试验（ELISA）检测鼻咽拭子中的抗Spike IgG和IgA；2) 采用实时定量PCR技术（qRT-PCR）定量检测鼻咽拭子中的SARS-CoV-2 RNA；3) 利用基于慢病毒载体的假病毒中和试验（LV-Luc）评估血清和鼻咽拭子中的中和抗体活性；4) 对比分析不同地理区域（撒丁岛和米兰）的患者队列，评估其对Omicron亚变体的中和活性差异。
研究背景
2019年底，SARS-CoV-2（严重急性呼吸综合征冠状病毒2）引发了COVID-19（冠状病毒病2019）大流行，迅速在全球范围内传播。意大利是欧洲最早受疫情影响的国家之一，尤其是在北部地区（如伦巴第、皮埃蒙特等）疫情尤为严重。相比之下，撒丁岛由于其地理位置、封锁措施以及独特的遗传背景，感染率和病死率相对较低。然而，对于撒丁岛患者感染SARS-CoV-2原始株后的免疫应答特征，尤其是黏膜免疫反应以及对后续变异株的中和能力，目前研究较少。
研究方法
研究人员对撒丁岛卡利亚里市SS Trinità医院收治的46名COVID-19住院患者进行了回顾性分析。这些患者均在2020年3月至4月间因感染SARS-CoV-2原始株而住院。研究团队收集了患者的血清和鼻咽拭子样本，分别检测了抗SARS-CoV-2 IgM、IgG抗体，以及针对Spike蛋白的IgG和IgA抗体。同时，利用实时定量PCR技术检测鼻咽拭子中的病毒载量，并通过假病毒中和试验评估血清和鼻咽拭子中的中和抗体（nAbs）活性。此外，研究人员还对比了撒丁岛患者与米兰地区患者的中和活性差异，特别是针对Omicron亚变体BA.1、BA.2和BA.4/5的中和能力。
研究结果
患者特征
研究纳入的46名患者中位年龄为62.5岁，其中67.4%为男性，86.6%的患者至少有一种合并症，如高血压（46.6%）和肥胖（20.0%）。患者的中位住院时间为50天，13.0%的患者死亡，34.8%的患者进入重症监护病房（ICU），其中25.0%死亡。
血清中抗SARS-CoV-2抗体反应
研究发现，大多数患者在入院时已检测到抗SARS-CoV-2 IgG（88.9%），表明他们在入院前已发生IgG转换。抗SARS-CoV-2 IgM在入院后10天内检测到的比例为72.2%，但随着时间推移逐渐降低。抗SARS-CoV-2 IgG在所有患者中持续至最后一次检测（80天），而IgM则在入院后30天、60天和80天的检测比例分别为58.3%、23.1%和0%。
血清中和抗体活性
研究人员利用假病毒中和试验评估了血清中的中和抗体活性。结果显示，入院后10天内收集的血清样本中，17/18的患者表现出对原始株的中和活性（ID50中位数为4166）。尽管随着时间推移，中和抗体活性略有下降，但在大多数患者中仍持续存在。此外，研究人员还对比了假病毒中和试验与基于活病毒的中和试验（VNT），发现两种方法的相关性较好（Spearman r = 0.811，p < 0.0001）。
鼻咽拭子中的抗Spike抗体和中和抗体
在鼻咽拭子样本中，研究人员检测到抗Spike IgG和IgA的存在，其中98%的样本中检测到这两种抗体。尽管抗Spike IgG和IgA的浓度随时间降低，但IgG的浓度始终显著高于IgA。此外，鼻咽拭子中的抗体也表现出中和活性，尽管其水平低于血清中的中和抗体。值得注意的是，一名患者的病毒载量在入院后两个月仍超过105 TCID50eq/ml，但该患者未产生针对SARS-CoV-2的体液免疫反应。
对变异株的交叉中和活性
研究人员进一步评估了患者血清对不同变异株的交叉中和活性。结果显示，与原始株相比，患者血清对Beta和Omicron变异株的中和活性显著降低，尤其是对BA.1亚变体的中和活性降低最为显著（ID50中位数<80），而对BA.2和BA.4/5的中和活性相对较高。此外，研究人员还对比了米兰地区患者的中和活性，发现两地患者的中和活性模式相似，均表现出对BA.1的中和活性显著降低。
研究结论与讨论
本研究通过回顾性分析撒丁岛COVID-19患者的免疫应答特征，揭示了感染SARS-CoV-2原始株后患者在黏膜水平诱导的持久抗病毒免疫反应。然而，针对Omicron亚变体BA.1的中和活性显著降低，而对BA.2和BA.4/5的中和活性相对较高。这一发现强调了黏膜免疫在防控呼吸道病毒感染中的重要性，并为理解SARS-CoV-2变异株的免疫逃逸机制提供了重要依据。此外，该研究还表明，自然感染诱导的中和抗体与疫苗接种诱导的中和抗体在针对变异株的交叉中和活性上存在差异。未来的研究需要进一步探索黏膜免疫反应的机制，并评估其在疫苗开发中的潜在应用价值。
