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Omicron变体的尖峰蛋白上的突变表明,它可能擅长滑过从Covid恢复过的人的免疫系统,甚至是已完全接种疫苗的人。对遗传密码的这些变化使得对Omicron感染的疫苗功效理解成为关键问题。

重要的是要记住,疫苗可以通过多种方式有效。在最好的情况下,疫苗可能会阻止病毒甚至使体内的脚趾保持。它们可能会防止症状,但仍允许无症状感染。否则它们可能会阻止轻度症状发展为严重的疾病和住院。

所有这些都是有意义的效果,但它们改变了疫苗如何影响爆发过程的方式。例如,我们仍然不知道,例如,疫苗可预防SARS-COV-2的野生菌株(原始疫苗)仅疫苗试验测量的功效反对有症状的感染和严重的结局。

在其他一些快速突变的病毒(如流感)中,研究人员转向生物学基准,例如抗体水平,以预测疫苗是否会保护某人免受疾病的影响。依靠它们可以使研究人员仅凭血液检查估计疫苗的功效。

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“在流感中,有一个魔术数字,您必须获得抗体……您可以推断人们不会得到[流感],”在伦敦帝国学院研究疫苗技术的免疫学家John Tregoning说。但是,对于Covid,研究人员仍然不知道该数字可能是多少,以及Omicron的湿滑外观将导致现实世界的后果。

取而代之的是,他们从计算机建模的组合,使用血液中的免疫细胞和现实世界流行病学数据的实验中拼凑出图片。

抗体

Omicron和疫苗作用的大多数初步研究都在关注接种人血液中抗体的活性。这部分是因为抗体是人体针对病毒的第一线防御线之一,而且它们也相对易于测量。

在有人接种SARS-COV-2后,称为B细胞的专门免疫细胞开始泵出针对冠状病毒尖峰蛋白的抗体。这些抗体中的一些锁定并标记不同的免疫细胞。其他人称为“中和抗体”,锁定在尖峰蛋白上,以防止其进入新细胞。

对疫苗免疫和Omicron的首次研究将使用称为抗体中和测定法的过程有效地衡量那些中和抗体附着在变体的突变尖峰蛋白上的方式。

“You’re taking particles—either live virus, or particles that have the same spike protein on their surface—and mixing that with blood of people who have been vaccinated or previously been infected,” says Vineet Menachery, an immunologist at the University of Texas Medical Branch who studies the interaction between the immune system and coronaviruses.

一旦混合在一起,研究人员就可以测量实际上涂有多少颗粒的抗体。然后他们重复该过程,但稀释血液,有效地减少了抗体的量。

研究人员不断稀释血液,直到一半以上的病毒颗粒能够在抗体中存活。达到该水平所需的稀释水平被称为“中和滴度”,并且是早期研究的关键指标之一。This isn’t a measure of how many antibodies are in someone’s blood—a small number of antibodies that fit tightly on a spike protein might be equivalent to a large number of loosely fitting antibodies—but rather how well the antibodies work against a specific variant. Early辉瑞的研究发现接种疫苗的人血液中和对Omicron的血液比原始的SARS-COV-2病毒低约25倍,而SARS-COV-2病毒的稀释线为1:15而不是1:400。

这比最坏的情况要好得多,因为这意味着仍然有一些反应,即使不是那么强烈。

挑战是,科学家不知道中和什么程度的中和活动阻止您生病或住院。

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Menachery说,如果一个人具有足够强烈的抗体反应,他们将受到保护。“问题是我们不知道该水平必须有多高。那么1:100的稀释是否足够?1:50稀释是否足够?我们不知道。”

实验室中的抗体研究还有其他局限性。关于Omicron的许多早期研究都涉及模仿“假病毒”的尖峰蛋白,它们可以更快地制造,并且不需要严格的生物安全预防措施。但是它们也与实际感染过程不那么相似。

人体还会在不同组织中产生不同类型的抗体。粘膜组织中的抗体反应(如鼻窦)可能有助于确定某人是否首先被感染。但这不是科学家可以从血液样本中预测的东西。

和抗体反应会随着时间而变化。在某人接种疫苗后的几天里,他们的身体充满了抗体。“这些抗体是广泛的,但不是超级具体,” Menachery说。“它们足够好,您会做很多。在接下来的六到八周内,您的身体将选择其中最好的抗体。”

疫苗接种几年后,科学家可能期望一个人的血液中的抗体很少,中和滴度低。但是,如果该病毒进入了他们的系统,则B细胞(抗体工厂)将立即启动,免疫反应将有一个启发。还有B细胞变得更好的证据在疫苗接种后的几个月中适应新变体时。要了解疫苗对Omicron随时间变化的免疫如何将是一个缓慢的过程,因为它将涉及从同一个体中多次测量抗体反应。

Tregoning说:“拥有中和数据是一件好事,因为它说,让我们更加小心,让我们提升。”“它不会自动告诉我们接下来会发生什么。”

T细胞

研究重点是抗体,因为它们相对易于测量。但是它们只是人体对病原体反应的一部分。一旦病毒实际进入细胞并开始复制,称为T细胞的白细胞类型,将其踢入齿轮以阻止感染的进展。

T细胞可以识别整个病毒遗传材料的盘子,因此尖峰蛋白突变抛出的可能性较小。这是因为与抗体不同,他们正在寻找被感染细胞吐出的病毒蛋白。在La Jolla免疫学研究所研究T细胞反应的Alba Grifoni将病毒与乐高积木的房屋进行了比较。T细胞从砖的颜色中识别出房屋 - 可能是红色,黄色和绿色。如果绿色砖会发生突变,则T细胞仍然可以发现其他碎片。

测试T细胞识别是具有挑战性的。到目前为止,初步结果仅基于模型,该模型比较了现有T细胞与Omicron上的对应物识别的序列。Grifoni团队的建模表明,在Omicron上的T细胞靶标的10%以下已经突变了识别。

但是正在进行研究,以确切了解这些血细胞如何与真实病毒部分结合。“您可以通过实验模仿感染,” Grifoni说。“我基本上可以从接种疫苗的人那里获得血液,从未见过Omicron。然后,我可以测试该人的免疫反应是否也会识别Omicron变体。”

有多种方法。其中一种涉及从病毒中沐浴蛋白质中的T细胞,称为肽,然后测量T细胞是否开始发信号表明它们已经发现了入侵者。华盛顿大学的疫苗研究人员黛博拉·富勒(Deborah Fuller)说:“我们将拥有针对尖峰蛋白的这些肽。”“我们会将T细胞与肽无关的东西孵育,我们不会指望体内的T细胞会识别。我们可能会将流感肽(与其他T细胞)放置,因为我们都已经看到了流感。”通过堆叠T细胞对这些Omicron蛋白的反应程度,研究人员将了解他们在体内的工作状况。

强烈的T细胞对OMICRON的反应将表明,即使可以感染,接种疫苗的人仍会受到保护的侵害。

但是即使那样,也有未知数。特雷戈恩说:“我们不知道的是深肺。”“因为有一些T细胞专门生活在那些非常好的哨兵细胞中。”这些T细胞很可能在阻止COVID头部冷的肺炎中发挥作用。“我们不知道那些事情发生了什么,它们很重要,但是要让您必须采样的人进入深肺,这具有挑战性。”

人类

最终,所有实验室测试都是关于疫苗免疫在现实世界中如何保持的唯一代理。他们可以建议有些人会产生较弱的抗体反应,或者增强射击会增加免疫系统的某些元素。

为了真正了解疫苗的保留程度,我们需要查看谁对这种变体生病,以及该疾病的严重程度。这需要时间。

梅纳辛说:“自南非开始报告这些案件以来,大约已经两周了两周。”“我要寻找的是:住院治疗是否相应增加,一周后死亡增加?”

如果感染后死亡不会迅速升高,那将表明疫苗仍然有效。这就是英国在其三角洲浪潮中看到的:尽管这种变体引起了创纪录的感染数量,但死亡迅速升级

Tregoning说:“唯一可以说明的是现实世界中关于谁在一个月内生病的现实效力数据。”“这就是布丁中的证明。”