妊娠期女性接种灭活新冠疫苗诱导的记忆B细胞免疫原性及效力研究

　　本研究针对妊娠期免疫应答特性，系统评估了灭活COVID-19疫苗在孕妇群体中诱导的体液免疫应答特征。通过单细胞抗体克隆技术，发现孕妇虽能产生与非妊娠妇女相当的血清抗体水平，但其记忆B细胞产生的抗体在结合活性、中和广度及胚系基因多样性方面均显着减弱，揭示了妊娠状态对疫苗诱导的免疫记忆质量的潜在影响，为特殊人群疫苗接种策略提供了重要理论依据。

　　

怀孕是一场奇妙的生理变革，母体免疫系统会经历深刻的重编程以维持对胎儿的免疫耐受。这种免疫适应是一把双刃剑——虽然保障了胎儿发育，却可能增加孕妇对特定感染的易感性和疾病严重程度。历史数据触目惊心：1918年流感大流行期间孕妇死亡率高达27%，2009年H1N1流感疫情期间孕妇发生严重疾病的风险是非孕妇的7倍。在新冠病毒(SARS-CoV-2)面前，孕妇同样表现出更高的重症率和 morbidity。

疫苗作为人类对抗传染病最有力的武器，却在孕妇群体中面临独特的挑战。由于伦理和安全考虑，孕妇通常被排除在临床试验之外，这导致针对这一特殊人群的疫苗有效性数据严重缺乏。目前仅有破伤风类毒素、减量白喉类毒素和无细胞百日咳疫苗(Tdap)以及灭活流感疫苗等少数疫苗被推荐用于孕妇。尽管缺乏临床 trial 数据，观察性研究仍支持孕妇接种COVID-19疫苗的获益大于风险，但各国政策仍存在差异。

关键问题在于：妊娠状态究竟如何影响疫苗诱导的免疫应答？既往研究多聚焦于血清抗体水平，发现孕妇对流感疫苗和COVID-19 mRNA疫苗的抗体反应与非孕妇相当。然而，免疫记忆特别是记忆B细胞应答作为疫苗长期保护的关键，在孕妇中的特征仍属未知。记忆B细胞是长期免疫保护的核心，能够在下一次遭遇病原时快速激活并产生高亲和力抗体。了解灭活COVID-19疫苗在孕妇中诱导的记忆B细胞应答特征，对于优化孕妇免疫策略具有重要意义。

在这项发表于《Molecular Medicine》的研究中，Wen等研究者对接种灭活COVID-19疫苗(科兴 CoronaVac)的孕妇和非孕育龄妇女的免疫应答进行了系统比较。研究不仅分析了血清学抗体反应，还通过单细胞技术深入解析了记忆B细胞产生抗体的功能特性和遗传特征。

研究采用了多项关键技术方法：通过间接ELISA检测血浆抗体对SARS-CoV-2 Spike蛋白及各片段(S1、RBD、NTD、S2)的结合活性；利用假病毒中和试验评估对D614G、Alpha、Beta、Gamma、Delta及Omicron多种变异株的中和效力；应用流式细胞术分选抗原特异性记忆B细胞(样本来自5名参与者)；采用单细胞RT-PCR和抗体基因克隆技术获得22个孕妇来源和39个非孕妇来源的单克隆抗体；并通过竞争ELISA进行表位鉴定。

SARS-CoV-2特异性抗体水平在孕妇和非孕妇女中的比较

研究发现，接种灭活COVID-19疫苗后，孕妇和非孕妇女针对SARS-CoV-2 Spike蛋白及其片段(S1、RBD、NTD、S2)的总抗体、IgG和IgM水平均无显著差异。IgG反应远强于IgM，表明疫苗诱导的主要是IgG主导的体液免疫应答。针对RBD的抗体水平高于NTD和S2，提示RBD是主要的免疫优势区域。

假病毒中和试验显示，针对D614G、Alpha和Gamma变异株，大多数接种者(≥86.7%)均检测到中和活性。孕妇和非孕妇女对D614G、Beta、Gamma和Omicron亚系的中和抗体水平相当。所有个体对Omicron变异株的中和活性均有限甚至没有，这与先前研究一致。血浆中和活性与抗RBD抗体滴度显著相关，进一步证实了RBD在中和应答中的关键作用。

SARS-CoV-2 S特异性记忆B细胞库在孕妇和非孕妇女中的特征

通过流式细胞术分析，发现S特异性记忆B细胞频率在孕妇中为0.02-0.072%，在非孕妇女中为0.071-0.13%。研究人员成功从孕妇中获得22个S特异性单克隆抗体，从非孕妇女中获得39个抗体。

孕妇和非孕妇女中SARS-CoV-2 S特异性mAbs的遗传特征

抗体基因分析显示，两组均使用了多样化的胚系基因产生S特异性抗体，但也存在差异。孕妇中IGHV3-30和IGLV2-8最为常见，分别占重链和轻链的36.4%和13.6%；而非孕妇女中IGHV3-13、IGHV3-23和IGHV3-30最常见，IGKV1-39占轻链的28.2%。两组抗体在体细胞高频突变(SHM)水平和互补决定区(CDR3)长度方面相当，均表现出相对较低的SHM程度。

疫苗诱导的mAbs在孕妇和非孕妇女中的功能活性

功能分析发现，非孕妇女来源的抗体对SARS-CoV-2 Spike蛋白的结合活性显著高于孕妇来源抗体(p=0.0001)，中位EC₅₀值分别为9.7 ng/mL和496.8 ng/mL。非孕妇女中高结合活性抗体(EC₅₀<100 ng/mL)比例更高(76.9% vs 40.9%)，弱结合活性抗体(EC₅₀>1000 ng/mL)比例更低(7.7% vs 40.9%)。非孕妇女来源抗体对RBD、S1和S2的结合活性也显著更强。

中和试验结果显示，孕妇来源抗体对除Delta外的所有测试毒株的中和活性均显著较低。非孕妇女中能中和SARS-CoV-2变异株的抗体比例更高，且更多抗体具有强中和活性(IC₅₀<100 ng/mL)。10个(25.6%)非孕妇女来源抗体能中和至少7种毒株，而孕妇中未见此类抗体。抗体结合活性与中和活性显著相关(r=0.5129, p=0.0007)，但SHM与中和活性无相关性。

疫苗诱导的mAbs在孕妇和非孕妇女中识别不同的域或表位

表位分析发现，孕妇(40.9%)和非孕妇女(51.3%)的大部分抗体主要靶向RBD。孕妇中相当比例抗体(31.8%)识别S2，而非孕妇女中较多抗体(30.8%)识别NTD。靶向RBD的抗体比靶向S2的抗体表现出显著更强的结合和中和活性。

尽管都靶向RBD，孕妇和非孕妇女来源抗体在中和能力方面存在显著差异。通过竞争ELISA将抗体分为5个表位类别，发现大多数抗体靶向4个类别(1、2、4和5类)。两组中大多数抗体属于第4类(77.8% vs 45.0%)。约10%的抗体属于第1类，11.1%和20.0%属于第2类。此外，15.0%的非孕妇女来源抗体属于第5类。

研究结论与讨论部分指出，虽然孕妇对灭活COVID-19疫苗能产生 robust 的血清学反应，达到与非孕妇女相当的疫苗特异性抗体水平和中和抗体滴度，但在记忆B细胞效力和疫苗特异性单克隆抗体方面存在显著差异。孕妇来源的记忆B细胞产生的抗体表现出较低的结合活性、中和能力和广度。

这一发现与先前观察到的现象一致：巴西数据显示灭活疫苗在孕妇中的有症状COVID-19保护效力为41%，低于一般人群的53%。遗传特征分析显示，孕妇中IGHV3-30占主导，而非孕妇女中抗体来源更多样化，这与RSV感染研究中成人和婴儿抗体反应的差异相似。

表位Mapping揭示，灭活COVID-19疫苗能诱导针对多种表位的抗体，与自然感染相似。但孕妇和非孕妇女在识别域或表位方面存在差异：孕妇中更多抗体识别S2，非孕妇女中更多识别NTD；非孕妇女中15%的RBD识别抗体属于第5类，而孕妇中缺乏此类抗体。

这些发现表明，妊娠期间免疫改变以及其他深刻的内分泌、代谢和生理变化可能影响疫苗诱导的免疫力。B细胞作为主要的抗体产生细胞，在妊娠期间可能表现不同。研究表明与B细胞功能相关的基因在孕妇外周血中下调，CD40信号传导减弱，IgG Fc区糖基化发生改变，这些都可能影响抗体功能。

研究的局限性包括使用假病毒而非真病毒进行中和试验，测试毒株范围有限，样本量较小且孕妇均在妊娠早期接种疫苗。鉴于免疫变化贯穿整个妊娠过程，需要更大样本量和覆盖各妊娠期的研究。

该研究首次在分子水平分析了孕妇中记忆B细胞和抗体反应的效力，揭示了尽管孕妇对灭活COVID-19疫苗能产生强大的血清学反应，但其疫苗诱导的记忆B细胞效力与非孕妇女存在显著差异。这些发现对于疫苗设计和更新以及孕妇疫苗接种策略的选择和优化具有重要指导意义。