新冠病毒是导致2019冠状病毒病（新冠肺炎）的病毒，它继续经历进化变化，导致新的关注变异毒株（VOCs）出现。其中，奥密克戎变异株（B.1.1.529）自2021年11月以来迅速出现，导致随后全球范围内的感染浪潮。奥密克戎变异株的特征是其刺突蛋白发生显著突变，而刺突蛋白是疫苗的主要靶点。特别是，刺突蛋白的受体结合结构域（RBD）经历了超过15个氨基酸的取代，改变了其传播性和免疫系统对其的识别。奥密克戎变异株包含几个依次出现的亚变异株，包括BA.1、BA.2、BA2.12.1，以及目前正在传播的亚变异毒株BA.4/5、BF.7、BQ.1/1.1和XBB。这些亚变体对疫苗或既往感染诱导的免疫力的易感性降低。为了缓解奥密克戎相关疾病，全球已实施疫苗接种策略，包括使用基于祖先病毒或二价新冠病毒疫苗设计的疫苗进行初级免疫或加强剂接种。
2023年7月28日，中科院微生物研究所戴连攀及高福共同通讯在Cell Discovery 在线发表了题为“Dosing interval regimen shapes potency and breadth of antibody repertoire after vaccination of SARS-CoV-2 RBD protein subunit vaccine”的研究论文，该研究揭示接种新冠病毒 RBD蛋白亚单位疫苗后，给药间隔方案影响抗体库的效力和广度。为应对持续的新冠肺炎大流行，全球已实施不同疫苗的接种。然而，疫苗引发的抗体降低了对抗高度变异的奥密克戎亚变体的效率。此前，研究者基于二聚体受体结合结构域（RBD）开发了一种名为ZF2001的新冠肺炎蛋白亚单位疫苗。这种疫苗在现实世界中使用了不同的给药间隔。由于紧急临床需求，一些人接受了三剂ZF2001，每剂间隔一个月。其他人在第二剂和第三剂之间有长达五个月的延长给药间隔。
该研究对接受三剂ZF2001的个体的B细胞反应进行了分析，并比较了长给药间隔或短给药间隔的个体。研究者观察到，长间隔组表现出更高和更广泛的血清学抗体反应。这些反应与疫苗引发的B细胞受体库的大小和进化增加有关，其特征是扩增的克隆型和体细胞超突变的增加。这两组个体都产生了大量针对各种新冠病毒变异株的广泛中和抗体（bnAbs），包括奥密克戎亚变异株，如XBB。这些bnAbs靶向RBD内的四个抗原位点。为了确定新冠病毒的易感位点，研究者使用冷冻电子显微镜来鉴定针对两个主要位点的高效bnAbs的表位。总之，该研究为基于RBD的疫苗引发的B细胞反应提供了免疫学见解，并建议在实践中使用延长时间间隔的疫苗接种方案。
在全球范围内，已经接种了多种采用不同策略的新冠肺炎疫苗，靶向三种主要病毒成分：全病毒、全长S蛋白和RBD。感染新冠病毒或使用基于全病毒的灭活疫苗或基于全长刺突蛋白的疫苗，利用信使核糖核酸或腺病毒载体平台进行免疫，已证明有能力诱导B细胞对各种新冠病毒变异株（包括奥密克戎亚变异株）的反应。此前，研究者开发了一种名为ZF2001的新冠肺炎蛋白亚单位疫苗，该疫苗利用串联二聚体RBD作为免疫原。在一项3期试验中，ZF2001在短期随访中的疗效为81.4%，在长期随访中的有效性为75.7%。
ZF2001已在中国、乌兹别克斯坦、印度尼西亚、哥伦比亚和肯尼亚等国获得批准，全球接种量超过3亿剂。在中国，建议在初次给药后6个月内完成ZF2001的三剂方案。一些受试者接受了三剂ZF2001，由于紧急的临床需求，每剂之间间隔1个月，而另一些人则按照乙型肝炎疫苗等蛋白质亚单位疫苗的标准方案，将第二剂和第三剂之间的给药间隔延长至5个月。血清学数据表明，与给药间隔较短的个体相比，给药间隔较长的个体表现出更强的抗体反应。具体而言，这些人对新冠病毒及其变异株（包括奥密克戎亚变异株）的中和抗体表现出更强的效力和广度。
基于血清学抗体反应的发现，该研究旨在检查基于RBD的疫苗ZF2001在不同给药间隔的个体中诱导的B细胞受体（BCR）的情况。此外，研究者旨在在单克隆抗体（mAb）水平上研究疫苗诱导的对主要VOC和奥密克戎亚变体的反应的广度。使用竞争分析和冷冻电镜（cryo-EM）测定了广泛中和（bnAbs）靶向的表位。从研究中获得的数据为基于RBD的新冠肺炎疫苗接种中给药间隔对B细胞反应质量的影响提供了有价值的免疫学见解。这些发现表明，有必要在实践中优化疫苗接种方案，并强调了开发具有更广泛保护作用的未来疫苗的重要性。
该研究确定RBD-2和RBD-5是ZF2001引发bnAbs的两个主要位点。值得注意的是，RBD-2导向的bnAbs主要存在于间隔较长的个体中，而靶向其他位点（RBD-5、-7和-8）的bnAb在长间隔组和短间隔组之间的分布更平衡。先前的观察表明，由于RBM27的大量突变，大多数针对RBD-2的中和抗体失去了对奥密克戎亚变体的结合和中和能力。然而，在这项研究中，发现延长给药间隔可以促进抗原结合B细胞的成熟，这被认为可以增强抗体亲和力。这种增加的亲和力可能有助于通过缓冲病毒突变对RBD-2导向的bnAbs的影响来减轻对奥密克戎亚变体的中和作用的减少。
研究者证明，与原型RBD相比，RBD-2导向的mAb L5.34对奥密克戎BA.2或BA.4/5菌株的RBD的结合亲和力显著降低（1-2个数量级）。然而，尽管有这种降低，结合亲和力（分别为1.67E？10 M和4.07E？10M的结合BA.2和BA.4/5的KD）仍然相对较高。高亲和力在有效预防病毒感染方面仍然有效。这些发现支持了抗体成熟增强对原型RBD的整体结合亲和力的假设，这有助于缓冲病毒突变引起的结合和中和的减少。
不同给药间隔接种者BCR组库的分析（图源自Cell Discovery ）
总之，该研究表征了接种基于RBD的新冠肺炎疫苗的个体的B细胞反应，并对延长给药间隔后抗体的效力和广度的增强产生了重要的免疫学见解。本研究中确定的疫苗诱导bnAbs的前景可以为开发覆盖范围更广的新疫苗提供指导。值得注意的是，包括L4.65和L5.34在内的超强效bnAbs的鉴定，突出了它们作为治疗新冠病毒及其变异株的候选治疗药物的潜力。
（来源：iMedicines）
原文出处：Guo S, Zheng Y, Gao Z, Duan M, Liu S, Du P, Xu X, Xu K, Zhao X, Chai Y, Wang P, Zhao Q, Gao GF, Dai L. Dosing interval regimen shapes potency and breadth of antibody repertoire after vaccination of SARS-CoV-2 RBD protein subunit vaccine. Cell Discov. 2023 Jul 28;9(1):79. doi: 10.1038/s41421-023-00585-5. PMID: 37507370; PMCID: PMC10382582.