接種疫苗後再染疫,就像吃「無敵星星」?兒童也適用嗎?三位專家釋疑

接種疫苗後再染疫,就像吃「無敵星星」?兒童也適用嗎?三位專家釋疑
幼兒接種疫苗雖不能防止染疫,但感染時可能會誘發更好的免疫反應。圖片來源:Shutterstock
2022-05-31
文・台灣科技媒體中心
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五月18日國際期刊《自然》(Nature)發表一篇研究,研究人員讓能夠表現出人類ACE2受體的基因轉殖小鼠,感染Delta、Omicron及原始武漢株等不同的新冠變種病毒,量測小鼠上呼吸道和肺中的病毒量、肺部免疫細胞(T細胞)的表現和促進發炎的激素,以及小鼠血清中抗體對不同變種病毒的保護效果。

結果顯示,感染Omicron後引起的促發炎細胞激素降低了,活化或消耗的肺部T細胞數量也減少,這和Omicron病毒的致病性降低有關。

研究中也收取感染Omicron病毒者的血清,比較有無完整接種疫苗,抵抗其他變種病毒的效果是否不同。其中八名接種兩劑或三劑新冠疫苗(莫德納或BNT),10名未接種疫苗。

研究發現,感染Omicron病毒者有接種兩劑或三劑疫苗,血清中的抗體對抗其他變種病毒的效果較好。若感染Omicron者沒有接種疫苗,血清中的抗體雖可降低Omicron病毒,但對抗其他變種病毒的效果卻降低了;對抗原始武漢株的效果降低了15倍,對抗Delta的效果降低20倍。

11名未接種疫苗而感染Delta病毒者的血清,也是類似的結果,血清抗體可對抗Delta病毒,但對抗其他變種病毒的效果較低。

研究結果顯示,如果沒有接種疫苗,Omicron病毒感染後在小鼠和人類細胞中,只能引起有限的免疫反應。作者認為,感染Omicron病毒會增強疫苗先前引發的免疫力,而獲得對其他既有變種病毒的抵抗力;但未接種疫苗的個體感染Omicron病毒後,可能無法獲得對其他既有變種病毒的抵抗力。

台灣科技媒體中心特邀免疫學相關專家解析,應如何看待此研究。

註:為儘快了解研究的重大發現,此《自然》提供的手稿是未經編輯的版本,已過同儕審核。但請注意,此版本可能有會影響研究內容的錯誤,最終完稿發布前,研究者仍可能修正文章內容。

中央研究院分子生物研究所特聘研究員 賴明宗

在Omicron變異株傳染盛行的時刻,此研究強調新冠疫苗在產生廣效性新冠病毒抗體的重要性。

現有的新冠疫苗,都是針對原始武漢株病毒表面棘蛋白設計的,但Omicron變異株的棘蛋白有34個突變點,跟武漢株有很大差異。由於Omicron變異株在多數人產生的症狀很輕微,因此有人以為不用接種疫苗,藉著感染Omicron就能引發保護免疫力。

此份研究的重要性就是清楚指出:感染Omicron引發的抗體,只能中和Omicron病毒,無法中和武漢株和其他變異株(包括Alpha、Beta及Delta)。但如果接種過新冠疫苗,再被Omicron感染時(即突破性感染)產生的抗體,就能有效中和各種新冠病毒株。

可以說,新冠疫苗能大大拓展Omicron引發抗體的廣度,對抗各種已知的新冠病毒株。

這跟最近另一篇研究發現,施打第三(加強)劑的新冠疫苗,會增進原有抗體的廣度,進而中和差異性很大的Omicron變異株,有相類似的意義(註1)。

然而,本研究重點放在中和性抗體,少了在活體保護力的直接結果;因此結論只能說,感染Omicron後,無法產生對抗其他新冠病毒株的抗體,還不能推論成「Omicron感染後無法保護個體免於其他新冠病毒株的感染」。

另外,此研究展示了新冠疫苗在產生廣效抗體的能力;至於是否能用來引伸為「新冠疫苗對未來出現的變種株也一定有保護力」,保守來說是不行的。

最近Omicron大流行所累積的數據顯示,接種新冠疫苗產生的抗體,雖可中和Omicron,但其效能仍明顯不如中和其他新冠病毒。新的新冠病毒變異株,每隔幾個月就會出現,我們無法預測會出現哪種變異株;因此,新變異株累積的突變點,可能會使現在新冠疫苗產生的抗體不再有效。

這也是為何生技業仍持續開發下一代新冠疫苗的原因。(延伸閱讀|未來,會出現比新型冠狀病毒更危險的病原體嗎?

Delta-Omicron-變異株-新冠病毒-Covid-19-新冠疫苗Delta、Omicron等病毒變異株與原始病毒株有許多差異,新變異株可能使既有新冠疫苗效力下降。圖片來源:截自〈mRNA-based COVID-19 vaccine boosters induce neutralizing immunity against SARS-CoV-2 Omicron variant〉

國立陽明交通大學微生物及免疫研究所退休教授 黃麗華

Omicron新冠病毒的棘蛋白具有相當多且獨特的突變序列,使其具有很高的傳染力,又能有效逃避目前疫苗的中和作用,成為當今主流病毒株。

舊金山大學研究團隊最近在《自然》期刊中指出,相較於武漢株或Delta病毒株,Omicron病毒在體內的複製能力降低許多;也因為如此,其造成的發炎反應、疾病症狀及死亡率,也輕微許多。

他們也發現,Omicron病毒感染後產生的抗體,只對Omicron病毒有中和效果,對其他變種病毒則非常有限。但重要的是,他們發現接種過三劑疫苗的人,若再被Omicron或Delta病毒感染,產生的抗體量會比接種三劑疫苗、且沒有感染者高出10倍之多;而且不分變種病毒的種類,這些抗體對所有變種病毒的中和效力,都普遍提升。

與這結果迥異的是,未打疫苗者被Omicron或Delta病毒感染後,只能產生對該病毒株的保護抗體,對其他變種病毒株無明顯效果。

這些結果顯示,單獨Omicron病毒感染所產生之抗體,雖然對不同變種病毒的中和力不強,但卻能普遍提高疫苗對各種變種病毒的中和能力,暗示未來疫苗設計應可考慮將Omicron或Delta病毒的棘蛋白,加入目前武漢病毒株的棘蛋白中,做成雙價或多價型疫苗,增強其廣效性。

然而,目前這個實驗結果,是在疫苗施打後、又經病毒感染產生超強免疫力下所觀察到的。病毒感染不僅提供棘蛋白成分,還有一些其他病毒蛋白成分;是否這些病毒蛋白,才是造成跨變種間有交互中和效應的原因,則不得而知。

因此,含棘蛋白成分的多價疫苗,是否也能對各種變種病毒都提升中和效力,則有待進一步實驗證明。(延伸閱讀|第三劑疫苗比較:AZ、BNT、莫德納、高端該打哪款?一表帶你看懂

長庚大學臨床醫學研究所教授 顧正崙

這篇新發表在《自然》的研究,探討Omicron感染的嚴重程度與免疫反應。

Omicron病毒株的感染力強,但從臨床資料來看,被Omicron感染的臨床症狀似乎比較輕微。

這篇研究先利用動物實驗證明以上這點,相較於Delta或原始新冠病毒株,Omicron病毒感染動物後造成的臨床症狀,對體重與活動力的影響較輕微,體內病毒複製能力也較低,也不會造成動物的死亡。

更重要的是研究者發現,Omicron病毒誘發的T細胞活化、發炎反應,還有中和抗體的保護力也較弱。

為了進一步驗證,研究者分析被感染者的中和抗體,發現感染Delta病毒株產生的抗體,對於其他型新冠病毒株會有較廣的交叉保護;而Omicron感染後產生的抗體,僅對Omicron病毒株的保護力比較好。

這說明了,Omicron病毒誘發的交叉保護力是比較弱的;也暗示感染Omicron後產生的免疫力,可能不足以對抗其他病毒株,因此仍容易被其他型病毒株再次感染,不是感染Omicron病毒後就免疫了。

重要的是,研究者研究打疫苗後、又被Omicron或Delta病毒感染的人,發現疫苗雖然無法避免這些人被感染,但感染後產生的中和性抗體的廣效保護力非常顯著;就算感染的是Omicron病毒株,這時誘發的抗體,也對其他病毒株有很好的保護效果。

研究團隊也發現,接種二或三劑疫苗者,被Omicron病毒感染後產生的抗體,比沒有打過疫苗而感染者,或僅打過三劑疫苗的人,中和能力更強。

這個研究給我們最大的啟發,就是施打疫苗的重要性。

疫苗能先誘發一個對抗新冠病毒棘蛋白的免疫反應,尤其在施打二或三劑疫苗後,能減低感染機會跟預防重症;如果仍被突破性感染,這時誘發的抗體反應不僅非常強,也能對不同病毒株有廣效的交叉保護。

這研究僅研究了人類的抗體反應,其他細胞免疫的反應則還需要研究,而且研究對象的人數也偏少。更重要的是,真實世界中,誘發的免疫反應預防再次感染或重症的能力如何,還需進一步研究。尤其新冠病毒還在持續突變,這樣的廣效免疫反應,對還沒出現的新突變株多有效,還是未定之數。

這個研究更進一步指出,Omicron感染誘發的免疫反應較弱,且缺乏廣效的交叉保護,而有被其他病毒株再感染的風險。但疫苗可以強化中和抗體的濃度與廣效性,達到更好、更全面的保護。

尤其對兒童來說,疫苗雖不能保護幼童不被感染,但如有施打疫苗,被感染時可以誘發一個更好的免疫反應,這也是一個值得思考幼童接種疫苗的理由。(延伸閱讀|兒童疫苗比較:莫德納與BNT副作用、預約、各國狀況一次看

註1:Garcia-Beltran, Wilfredo F., et al (2022). mRNA-based COVID-19 vaccine boosters induce neutralizing immunity against SARS-CoV-2 Omicron variant. Cell, 185(3), 457–466.

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