接种新型冠状病毒疫苗加强针后血清抗体水平相关性研究

接种新型冠状病毒疫苗加强针后血清抗体水平相关性研究

冯炜思,郭任宇,刘玉兰,耿利民,孙艳艳*

首都医科大学附属石景山医院检验科（北京100038）

【摘要】目的：本研究旨在研究新型冠状病毒(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2，SARS-CoV-2)特异性IgM、IgG、IgA抗体与中和抗体水平的关系，为评估接种新冠疫苗加强针后的效果及免疫反应提供参考。方法：收集于2021年10月至2022年6月接种灭活SARS-CoV-2疫苗加强针的我院健康体检人群97例外周静脉血血清，均采用磁微粒化学发光法测定IgM、IgG、IgA抗体与中和抗体。对疫苗接种后血清IgM、IgG、IgA抗体与中和抗体4个指标，进行相关性分析。结果：中和抗体水平与IgM抗体水平（r=0.362，P＜0.01）呈弱正相关，与IgG抗体水平（r=0.564，P＜0.01）呈中等程度正相关，与IgA抗体水平（r=0.439，P＜0.01）呈弱正相关。结论：新型冠状病毒疫苗加强针接种后，机体的IgM、IgG、IgA抗体水平与中和抗体水平均不具备非常强的相关性。

【关键词】新型冠状病毒疫苗；IgM抗体；IgG抗体；IgA抗体；中和抗体

[Abstract]Objective: The objective of this research was to study the relationship between the specific IgM, IgG, IgA antibodies and neutralizing antibody levels of the novel coronavirus (Severe acute respiratory syndrome coronavirus2, SARS-CoV-2), and to provide a reference for assessing the effect and immune response of the SARS-Cov-2 vaccine after reinforcing the injection. Methods: Serum samples of peripheral venous blood were collected from 97 healthy persons who received inactivated SARS-CoV-2 vaccine booster injections. Correlation analysis was performed on four indicators of serum IgM, IgG, IgA antibody and neutralizing antibody after vaccination. Results: The neutralizing antibody level was weakly positively correlated with the IgM antibody level (r=0.362, P<0.01), moderately positively correlated with the IgG antibody level (r=0.564, P<0.01), and weakly positively correlated with the IgA antibody level (r=0.439, P<0.01). Conclusion: After the intensive injection of the SARS-CoV-2 vaccine, levels of the IgM, IgG and IgA antibody did not have a strong correlation with the neutralizing antibody level.

【Key words】SARS-CoV-2 vaccine; IgM antibody; IgG antibody; IgA antibody; Neutralizing antibody

自2019年12月以来，新型冠状病毒肺炎(Coronavirus Disease 2019, COVID-19)疫情肆虐全球，据WHO统计数据显示，截至目前全球新冠病毒肺炎累计确诊病例>55000万例，累计死亡病例>600万例[1]，席卷全球的疫情加重了各地区人民的生命健康和经济的负担，因此内防反弹、外防输入，仍然是我国全力抗击疫情的关键。而广泛的推进新型冠状病毒疫苗的接种，则是我们加强对病毒免疫的重要方法，也是预防新冠肺炎大流行非常有效的手段[2]。截至2022年7月底，全国新型冠状病毒疫苗接种覆盖率为92.1%，全程接种为89.7%[3]。目前经国家药品监督管理局获批上市的疫苗，有灭活病毒疫苗、重组亚单位疫苗及腺病毒载体疫苗，已用于大面积的推广接种，而减毒流感疫苗载体疫苗及核酸疫苗目前在临床试验研制中[4]。

1.目前临床常用抗体检测方法概述

目前,临床上常用的抗体检测方法为胶体金免疫层析法(金标法)和化学发光法，在检测注射疫苗后IgG和IgM的产生上，化学法明显优于金标法[5]，检测的抗体包括免疫球蛋白IgM、IgG、IgA、总抗体(TAb)和中和抗体(NAb)。中和抗体(NAb)是抗体的一小部分，根据是否具有阻止病原体与宿主细胞表面受体相互结合的能力，抗体可分为中和抗体和非中和抗体，而中和抗体就是指在病原体感染过程中，可以阻止病原体与宿主细胞表面受体相互结合，从而使病原体不能与靶细胞黏附并侵入靶细胞中复制和繁殖的抗体[6]，其可以经病毒感染产生，也可以接种疫苗产生。可以说在体液免疫过程中真正起作用的就是中和抗体，这就是为什么新冠疫苗的临床试验中不仅要检测总的抗体水平，更需要单独检测中和抗体水平。中和抗体水平的高低可以反映群体的感染率、个人的康复情况以及疫苗的效果，但传统的病毒中和实验需使用活病毒，活病毒因其难以培养、高等级的生物安全实验室操作、检测周期长、检测通量低等特点不适应烈性突发新发传染病的检测工作，现在市面上衍生出了几种无需使用活病毒、检测环境要求低、快速检测中和抗体的方法。目前中和抗体检测试剂盒尚未被国家药监局审批通过使用，而新冠IgM、IgG抗体检测已在市售商品化广泛展开[7,8]。

本研究采用基于磁微粒化学发光法的抗体检测试剂盒，通过检测个体接种灭活疫苗疫苗加强针后，新型冠状病毒特异性IgM、IgG、IgA与中和抗体(NAb)水平的相关性，从而探讨机体疫苗接种后的免疫效应，进而对评估疫苗效果、群体免疫和保护性免疫等工作提供参考。

2.资料与方法

2.1研究对象

选取2021年10月至2022年6月于我院健康体检且已经接种灭活型新型冠状病毒疫苗加强针（北京科兴中维）的人群纳入本次研究的临床资料。纳入标准如下[9]：①年龄范围在22至65岁，健康成年人；②无新型冠状病毒感染史和接触史；③接种前新型冠状病毒（SARS-CoV-2）特异性IgM、IgG、IgA抗体阴性；④接种前新型冠状病毒（SARS-CoV-2）核酸检测阴性。排除标准：①对疫苗成分过敏者；②过去六个月接受过血液制品；③有精神疾病史或癫痫发作史。共选取男性48例，女性49例，受试者均为接种北京科兴中维新型冠状病毒（SARS-CoV-2）灭活疫苗加强针完成后3周以上进行采血(受试者均获得知情同意)。

2.2研究方法

（1）标本采集。所有研究对象均为空腹采集静脉血，采血量为4mL，置于含分离胶的真空采血管内，离心10min，4000r/min分离血清，未能及时检测时储存于-80℃冰箱,恢复至室温后再进行检测。

（2）SARS-CoV-2抗体检测方法。应用化学发光免疫分析仪Axceed260（博奥赛斯生物科技股份有限公司生产）及配套试剂（磁微粒化学发光法）完成新型冠状病毒抗体IgM、IgG、IgA及中和抗体的检测。检测原理:IgM、IgG为间接法，IgA为捕获法，其原理为磁性颗粒包被抗异硫氰酸荧光素(FITC)抗体、样本中的SARS-CoV-2IgM、IgG、IgA抗体以及异硫氰酸荧光素(FITC)标记SARS-CoV-2重组抗原，依次孵育后，可形成抗原—抗体—二抗复合物。洗掉游离成分，加入碱性磷酸酶标记鼠抗人IgM/IgG/IgA单克隆抗体，形成“碱性磷酸酶标记抗体—IgM抗体—重组抗原—磁性颗粒”复合物，洗涤。加入底物液，碱性磷酸酶催化底物液发光，测定各样本管的发光值(RLU)，待测物浓度与RLU呈正比，从而检测SARS-CoV-2抗体IgM、IgG、IgA[10]。当S/CO≥1.0时判断为阳性，反之为阴性。中和抗体的检测原理是采用直接化学发光技术的一步夹心竞争法，样本中的中和抗体与磁性颗粒标记的S蛋白—RBD结合，洗掉游离成分，将碱性磷酸酶标记S蛋白RBD加入，结合形成“磁性颗粒标记的S蛋白—RBD—NAb—碱性磷酸酶标记S蛋白RBD“复合物。洗涤，加入底物液，碱性磷酸酶催化底物液发光，测定各样本管的发光值(RLU)，待测物浓度与RLU呈正比[11]。当S/CO≥1.0时判断为阳性。反之，阴性。

2.3统计学处理

采用SPSS21.0软件对数据进行统计和分析。两变量相关性分析，符合正态分布的计量资料以X±2S表示，采用Pearson相关性检验；不符合正态分布计量资料以M(P25,P75)表示，采用Spearman相关性检验。以P＜0.05为有统计学意义。相关系数|r|≥0.8，表示高度相关；0.5≤|r|<0.8，表示中度相关；0.3<|r|<0.5，表示弱相关；|r|≤0.3，表示不相关[12]。

3.结果

3.1样本量估计

经软件分析，本研究需样本量至少为23例，已收集标本量满足研究要求。

3.2接种灭活疫苗加强针后中和抗体和IgM、IgG、IgA抗体水平相关性

经检验，97例灭活型疫苗加强针接种者血清抗体水平不符合正态分布。其中，中和抗体水平[0.99（0.16,4.27）S/CO]与IgM抗体[2.21（0.89,6.40）S/CO]呈弱正相关（r=0.362，R2=0.140，P＜0.01），见图1；与IgG抗体[0.62（0.14，1.93）S/CO]呈中等程度正相关（r=0.564，R2=0.054，P＜0.01），见图2；与IgA抗体[0.12（0.05，0.46）S/CO]呈弱正相关（r=0.439，R2=0.005，P＜0.01，n=77），见图3。

图1灭活疫苗中和抗体与IgM抗体（化学发光法）相关性

图2　灭活疫苗中和抗体与IgG抗体（化学发光法）相关性

图3灭活疫苗中和抗体与IgA抗体（化学发光法）相关性

4.讨论

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)进入人体，通过免疫产生特异性的抗体，包括IgM、IgG、IgA抗体与中和抗体，它们之间的相关性则对新冠病毒的识别至关重要。其中中和抗体(NAb)的产生，被认为是高致病性冠状病毒(包括SARS-CoV和MERS-CoV)感染后，人体产生保护性免疫的重要指标。中和抗体(NAb)与新型冠状病毒(SARS-CoV-2)表面的特异性抗原结合，竞争性抑制病毒与细胞表面的 ACE2 受体结合，从而减少病毒对人体的侵害[13]。钱曼云等[14]和Logunov等[15]的研究表明，冠状病毒的 S1、S 蛋白均有诱导特异性血清抗体和中和抗体的能力。目前尚不清楚中和抗体(NAb)是否是对SARS-CoV-2免疫的主要机制，但其与SARS-CoV的中和反应必定发挥了重要作用[16]。

斑块减少中和试验(PRNT)被认为是检测中和抗体（Nab）的金标准，但其开展需在三级生物安全实验室，且需使用SARS-CoV-2活病毒检测[17]，实验条件要求高；而无需三级生物安全防护的假病毒中和抗体实验[18]，其流程也非常繁复，故二者尚不能被用于人群的大规模检测。目前，我国多家机构已通过酶联免疫吸附实验（ELISA）技术在血清中和抗体(NAb)检测上研发出多种产品，相较斑块减少中和试验(PRNT)而言，血清学抗体检测操作简便、高效快捷，且可在常规实验室进行。当前已有多家机构基于酶联免疫技术在实现中和抗体检测上作出尝试，Tan [19]等基于抗体介导的血管紧张素转换酶2（ACE2）受体蛋白与受体结合结构域之间相互阻断作用开发了新型冠状病毒中和抗体检测试剂盒,并在两个国家两组COVID-19患者中验证，其特异性达99.93%，灵敏度达95-100%，且可区分对几种人类冠状病毒抗体的反应，所测结果与PRNT结果的相关系数为0.9268，与假病毒中和试验结果的相关系数为0.9150，均为高度相关性，说明此类方法可近似代替病毒中和试验。

本研究旨在探究接种新型冠状病毒灭活疫苗加强针后血清IgM、IgG、IgA抗体与中和抗体的相关性，经统计发现，仅有IgG抗体与中和抗体为中等程度正相关，IgM、IgA抗体与中和抗体均为弱正相关，总体而言，血清IgM、IgG、IgA抗体与中和抗体不具有很强的相关性。这与陈慧等[20]结果相似。因此，鉴于中和抗体在体液免疫中的重要作用，单独进行中和抗体的检测十分必要，且无法被血清IgM、IgG、IgA抗体检测所替代。但由于本次研究收集到的是健康体检人群的样本，临床信息相对较少，难以深入挖掘有可能影响免疫系统及疫苗免疫应答等的相关因素，并由此做出进一步统计分析，且疫苗接种除诱导人体产生体液免疫以外，还可以诱导细胞免疫，因此除血清学抗体检测外，细胞免疫检测如抗原特异性T细胞试验等也需要被纳入进一步探究的范畴。

5.结论

综上所述，注射新型冠状病毒疫苗加强针后，人体产生的IgM、IgG、IgA抗体水平与中和抗体水平均不具备非常强的相关性，因此检测中和抗体的水平可以作为探索临床疫苗效力检测的有益补充。

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【作者简介】冯炜思（1990-），女，汉族，北京市人，硕士研究生学历，首都医科大学附属石景山医院检验科检验医师，主要研究方向：分子生物学检测。

【通讯作者】孙艳艳（1970-），女，汉族，北京市人，硕士研究生学历，首都医科大学附属石景山医院主任医师、检验科主任，主要研究方向：分子生物学检测。

【基金项目】北京市石景山区医学重点扶持专科建设项目（编号：20210408）。