Ad26.COV2.S疫苗接种后具有既往SARS-CoV-2感染个体的早期转录反应

《eBioMedicine》：Early transcriptional responses following Ad26.COV2.S vaccination in individuals with prior SARS-CoV-2 infection

　　

背景：Ad26.COV2.S是一种重组、复制缺陷型人腺病毒血清型26（Ad26）载体疫苗，编码处于融合前稳定构象的全长SARS-CoV-2刺突蛋白。目前尚未有研究探讨接种Ad26.COV2.S后差异调控的基因和通路、这些反应随时间的变化以及在不同方案下的差异。方法：研究人员通过RNA测序（RNAseq）分析了因既往SARS-CoV-2感染而具有预先存在的SARS-CoV-2免疫力的个体亚群中，接种一剂和两剂Ad26.COV2.S后的基因表达变化。该研究评估了两种不同剂量水平（上市剂量5 × 1010vp和低剂量1.25 × 1010vp）下的1剂和2剂方案的转录反应。结果：与其他疫苗研究一致，抗病毒、干扰素、细胞因子和单核细胞血液转录模块（BTMs）在Ad26.COV2.S接种后一天出现差异调节。接种后三天，先天免疫仍具有转录活性，但水平低于接种后一天。到接种后七天，免疫球蛋白基因表达增加主导了转录组反应，表明向体液和B细胞反应转变以及适应性免疫的激活。总体而言，Ad26.COV2.S接种后的转录反应在第一剂后强于第二剂。解读：在这项针对全血的研究中，先天和适应性免疫转录本分别在Ad26.COV2.S接种后一天和七天内上调。这些发现增加了临床环境中腺病毒载体疫苗先天免疫反应的有限数据，并有助于理解可能促成保护性免疫的适应性免疫反应背后的机制。资助：本研究由强生创新医学（Johnson & Johnson Innovative Medicine）资助。

Ad26.COV2.S疫苗接种后具有既往SARS-CoV-2感染个体的早期转录反应解析

研究背景与意义

随着“组学”技术的发展，转录组学已成为疫苗研究领域的重要工具，能够识别潜在的免疫预测因子并阐明与疫苗诱导的适应性免疫相关的生物学网络。尽管已有研究揭示了mRNA疫苗及其他类型疫苗（如ChAdOx1-S）的转录特征，但对于Ad26.COV2.S这一重组腺病毒血清型26（Ad26）载体疫苗而言，其接种后差异调控的基因与通路、随时间变化的规律以及不同给药方案（如单剂与双剂）下的差异仍未得到充分探究。特别是在具有既往SARS-CoV-2感染史的个体中，Ad26.COV2.S诱导的早期分子免疫反应特征尚不明确。为此，研究人员在一项随机、双盲的III期研究（NCT#04908722）背景下，针对具有预存免疫力的特定人群展开了深入的转录组学分析。该研究成果发表在《eBioMedicine》杂志，旨在填补腺病毒载体疫苗在临床环境下先天免疫反应数据的空白，并为理解保护性免疫的形成机制提供科学依据。

关键技术方法概述

本研究主要采用RNA测序技术（RNAseq）对全血样本进行转录组分析。研究对象来源于一项III期临床试验（VAC31518COV3003）的亚组人群，共纳入74名基线时经中心检测确认为SARS-CoV-2血清阳性（即具有既往感染史）的参与者。研究人员对比了两种剂量方案：上市剂量（5 × 10¹⁰vp）和低剂量（1.25 × 10¹⁰vp），以及单剂与双剂加强接种后的基因表达差异。样本采集时间点覆盖接种前及接种后第1、3、7天。数据分析采用了EdgeR和Limma软件包进行差异基因表达分析，并利用BloodGen3血液转录模块（BTM）分析和基因集变异分析（GSVA）来揭示基因功能富集情况。

研究结果详解

RNAseq亚组基线特征

参与RNAseq分析的受试者年龄在18至55岁之间，所有个体均接受了两剂Ad26.COV2.S疫苗，间隔两个月。受试者在基线时均为SARS-CoV-2血清阳性，且研究期间未发生新的SARS-CoV-2感染。人口统计学特征在各剂量组间分布均衡，大多数受试者年龄在18至40岁之间，中位年龄为30.5岁。

Ad26.COV2.S在既往感染者中诱导更强的抗刺突结合抗体反应（第一剂 vs 第二剂）

研究人员测量了SARS-CoV-2刺突（S）特异性结合抗体水平。结果显示，两个剂量组（5 × 10¹⁰vp与1.25 × 10¹⁰vp）的抗体水平在接种前及接种后各时间点均相似。S结合抗体反应在第一剂接种后28天达到峰值，较基线增加约5倍，随后略有下降。值得注意的是，第二剂接种并未引起S结合抗体水平的进一步升高，相对于第二剂接种前的增幅仅为1.1倍和0.9倍。这表明在具有预存免疫力的人群中，单剂Ad26.COV2.S已能产生充分的体液免疫应答，加强针带来的增量有限。

Ad26.COV2.S诱导的转录反应受接种时间调控：第1天为先天免疫，第7天为适应性免疫

通过对全血样本的RNA测序分析，主成分分析（PCA）显示接种后第2天和第58天（即每次接种后第1天）的样本聚类最为紧密。差异表达基因（DEGs）的数量在第1天最多，随后在第3天减少，第7天虽有所回升但不及首日显著。基因集变异分析（GSVA）显示，接种后第1天，Ad26.COV2.S主要刺激先天抗病毒和干扰素反应模块（如M10.1模块，包含LAP3、STAT1/2、TRIM22等基因），同时淋巴细胞和T细胞模块呈下调趋势。到第3天，转录反应减弱，但仍涉及干扰素和补体模块。到了第7天，浆细胞模块（如M12.15，包含MZB1、JCHAIN、CD38等基因）显著上调，标志着免疫反应向体液和B细胞介导的适应性免疫转变。此外，曾被鉴定为疫苗诱导抗体反应通用预测因子的血浆细胞血液模块（M156.1）相关基因也在此时上调，尽管在本研究中未发现其与28天后的抗体滴度直接相关。

第二剂接种后的转录反应弱于第一剂

通过直接比较第二剂与第一剂接种后的转录谱，研究人员发现第一剂接种诱导了更强、更广泛的转录反应。在第1天、第3天和第7天的各个时间点，第二剂相比第一剂的差异表达基因数量均较少，且大多数具有显著差异的基因表现为负向折叠变化（即第一剂后的表达水平更高）。例如，在第1天，趋化因子CXCL10（IP-10）、CCL2和免疫调节因子DEFB1等在第一次接种后表达显著升高。而在第7天，免疫球蛋白基因（IGHV1-24等）的转录水平在第二剂后也低于第一剂，这与体液免疫应答的数据相互印证。

不同剂量水平对Ad26.COV2.S转录反应的影响极小

对比5 × 10¹⁰vp与1.25 × 10¹⁰vp两个剂量组的转录反应发现，除第2天（第一剂后第1天）外，其余时间点两组间的差异基因极少。在第2天，高剂量组相较于低剂量组有少量基因表达存在差异，主要涉及抗病毒、细胞因子和先天干扰素反应相关基因（如LAMP3、IFI27）。然而，当分别与基线进行比较时，两个剂量组的基因调控方向（上调或下调）是一致的，仅表现为表达幅度的微小差异。这表明剂量降低并未改变疫苗诱导的转录反应性质，仅可能引起反应强度的轻微波动。

结论与讨论总结

本研究详细描绘了Ad26.COV2.S疫苗在具有既往SARS-CoV-2感染史的个体中诱导的早期转录动力学特征。研究表明，Ad26.COV2.S能够迅速激活先天免疫反应，并在一周内有效诱导适应性免疫应答。一个关键发现是，在已暴露过病毒的个体中，第一剂疫苗引发的转录和体液免疫反应强于第二剂，这可能与预存的抗体滴度限制了抗原对B细胞的再次刺激有关，而非腺病毒载体本身诱导的中和抗体所致。此外，虽然剂量降低会导致反应强度轻微减弱，但并不改变反应的基本模式。这些发现强调了在设计COVID-19疫苗研究时，必须充分考虑目标人群的既往暴露史，这对于准确解读免疫原性数据至关重要。