赋能科研 | 华大智造DNBelab C4 单细胞平台赋能，新冠灭活疫苗接种后人体免疫应答特征和机制研究成果发布

疫苗接种后，人体固有免疫系统和适应性免疫系统先后被激活，从而建立针对病原体的体液免疫和细胞免疫防护体系。针对新冠病毒的体液免疫由能够中和/或清除新冠病毒的抗体来完成，抗体则由B细胞产生。病毒特异性B细胞和T细胞能提供长期免疫记忆，并在再次暴露于抗原时迅速扩增。CD8+T细胞可直接清除病毒感染的细胞，CD4+T细胞能够辅助细胞免疫应答。对包括新冠病毒在内的急性病毒感染，中和抗体可在阻止病毒感染中发挥重要作用，而体液和细胞免疫的共同作用能够在感染后控制病毒复制并防止疾病进一步发展为重症。

本研究构建了新冠灭活疫苗的外周免疫细胞单细胞图谱，深入分析了疫苗接种前后的人体外周免疫细胞的动态免疫特征（图1）。结果显示，在接种灭活疫苗后，人体的免疫系统从多个方面被激活：首先，CD16+单核细胞比例上升，包括单核细胞和树突状细胞在内的抗原呈递细胞的抗原呈递通路和干扰素通路显著上调；其次，外周血中和抗体水平在第二针接种后显著上升，B细胞激活通路上调，浆细胞的抗体分泌相关基因显著上调；同时，激活性CD4+T细胞比例上升，CD8+T细胞和CD4+T细胞的细胞激活通路以及CD8+T细胞的杀伤相关基因表达上调；最后，抗原呈递细胞和T细胞之间的细胞因子和共刺激分子相互作用显著增强。结果表明，疫苗接种后，能够广泛激活固有免疫和获得性免疫系统，从而建立针对新冠病毒的免疫记忆和免疫防护能力。

图1 新冠灭活疫苗的外周免疫细胞单细胞图谱

疫苗接种后，在免疫系统激活的同时，一系列免疫调节机制也同时启动：CD4+调节性T细胞的比例显著增加；免疫调节因子SELPLG的表达在CD8+T细胞中上调；抗原呈递细胞和T细胞之间的共抑制分子相互作用显著增强。结果表明，在疫苗接种后，人体免疫系统的负反馈调节机制能够发挥作用，在建立免疫保护的过程中可通过免疫调节作用维持免疫稳态。

图2 免疫细胞应答互作特征

研究团队对比了第三针和第二针接种间隔时间不同（1个月 vs 9个月）的志愿者免疫应答情况，结果表明接种间隔时间较长者的中和抗体水平更高。进一步分析发现，接种间隔时间较长者Naïve T细胞的比例也显著上升，同时抗原呈递细胞的部分功能基因如IRF1和STAT1，以及与T细胞互作的CCL3-CCR5基因显著上调。研究不仅凸显了选择合适的接种时间和策略对于提高疫苗接种效率的重要性，也初步揭示了接种间隔时间较长者的中和抗体水平更高的潜在机制。

图3 加强针免疫应答特征对比

本文系统研究了新冠灭活疫苗接种后的人体免疫应答特征，深入分析了固有免疫和适应性免疫细胞在疫苗接种后的功能状态，也展示了单细胞测序技术在系统评估人体免疫功能状态中的应用潜力。在未来的疫苗研发中，利用多组学技术系统分析疫苗引起的免疫应答表型，有助于全面评估疫苗的有效性并加深对疫苗作用机制的理解，对提高疫苗研发效率，开发更有效的疫苗及制定更优的疫苗接种策略至关重要。

图4 新冠灭活疫苗接种后人体免疫系统全面激活并同时维持机体免疫稳态的机制

深圳华大生命科学研究院殷建华副研究员、黄甫保钱博士研究生、黄亚灵硕士研究生、庄镇堃博士、中国疾病预防控制中心赵迎泽博士、国药中生临床医学中心杨云凯博士、河南省疾控中心疫苗临床研究中心副主任王彦霞为文章的共同第一作者。深圳华大生命科学研究院金鑫研究员、刘传宇副研究员，中国疾病预防控制中心高福院士、刘军教授、武桂珍教授，中生集团杨晓明研究员、张云涛研究员为文章的共同通讯作者。

* 参考来源：Thelnnovation创新公众号

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