四价新冠疫苗加强针对SARS-CoV-2 XBB亚系和BA.2.86的中和作用（预印本论文）

四价新冠疫苗加强针对SARS-CoV-2XBB亚系和BA.2.86的中和作用

Xun Wang, Shujun Jiang, Wentai Ma, Xiangnan Li, Kaifeng Wei,Faren Xie, Chaoyue Zhao, Xiaoyu Zhao, Chen Li, Rui Qiao, Yuchen Cui, YanjiaChen, Jiayan Li, Guonan Cai, Changyi Liu, Zixin Hu, Wenhong Zhang, Mingkun Li, YanliangZhang, Pengfei Wang

1复旦大学附属上海浦东医院、复旦大学浦东医学中心、上海市传染病与生物安全研究所、复旦大学生命科学学院基因工程国家重点实验室、教育部基因技术工程研究中心

2江苏省南京市南京中医药大学附属南京市中医院感染性疾病科

3南京市中西医结合传染病研究中心，江苏南京

4 中国科学院北京基因组研究所和中国国家生物信息中心，中国北京

5 中国科学院大学，北京，100049

6复旦大学生命科学学院遗传工程国家重点实验室、遗传与发育协同创新中心、人类表型组研究院、张江复旦国际创新中心，上海，中国

7上海复旦大学人工智能创新孵化研究院

8复旦大学附属华山医院国家传染病医学中心传染病学系、上海市传染病与生物安全应急重点实验室

摘要

随着SARS-CoV-2病毒的不断进化，XBB.1.5、XBB.1.16、EG.5、HK.3 (FLip)、XBB.2.3以及最新的BA.2.86等新型XBB亚系相继被发现并引起全球关注。了解现有疫苗的功效以及免疫系统对这些新变种的反应对全球公共卫生至关重要。在本研究中，我们评估了接种过COVID-19 灭活疫苗、中国最近批准的四价蛋白疫苗（SCTV01E）加强免疫或感染过 BA.5/BF.7/XBB 病毒的参与者血清的中和活性。对这些病毒与 30 种 SARS-CoV-2 亚系病毒的中和谱进行比较分析后发现，BQ.1.1、CH.1.1和所有 XBB 亚系病毒比以前的变异株表现出更强的抗中和能力，然而，尽管新出现的 XBB 亚系和 BA.2.86 病毒携带了额外的变异，但与 XBB.1.5 病毒相比，它们的抗中和能力并没有明显增强。令人鼓舞的是，与突破性感染相比，SCTV01E加强免疫能持续诱导出针对所有这些变异株的强效中和滴度，而且高得多。细胞免疫测定还显示，SCTV01E加强免疫接种能诱导出更多的病毒特异性记忆B细胞，但不能诱导出分泌IFN-γ的T细胞。我们的研究结果凸显了开发新型多价疫苗以更有效地对抗未来病毒变种的重要性。

简介

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）是导致被称为 "新型冠状病毒感染"（COVID-19）的病毒。截至 2023 年 8 月 6 日，全球报告的确诊病例超过 7.69 亿例，死亡病例超过 690 万例 ，疫情之严重仍前所未有。尽管世界卫生组织（WHO）于 2023 年 5 月 5 日宣布结束 COVID-19 引起国际关注的公共卫生紧急状态，但与该病毒的斗争远未结束。SARS-CoV-2 病毒仍处于动态变化之中，其遗传密码不断发生变异。因此，我们预计还会出现新的变种。迄今为止，Omicron 变种及其随后的亚系是抗原性最独特的毒株，仅 Spike (S) 蛋白就有 30 多种变异4,最近，世卫组织将XBB 亚系XBB.1.5、XBB.1.16和 EG.5 确定为当前的关注变异株（VOIs），而其他几个 Omicron 亚系，包括最近确定的BA.2.86，与 BA.2 和 XBB.1.57 相比，S 蛋白中的氨基酸变化超过30 个，被归类为监测中的变异株（VUMs）。对病毒变异株进行细致追踪并及时为易感人群接种强化疫苗仍然至关重要。

各种COVID-19 疫苗的迅速开发和全球部署在遏制这一严重疾病的破坏性影响方面发挥了关键作用。几种COVID-19 疫苗以前所未有的速度获得批准并投入使用 ，在全球范围内共接种了135 亿剂疫苗，彰显了这项工作的巨大规模。获批的疫苗包括利用整个病毒的疫苗以及基于特定病毒成分的疫苗，如蛋白亚单位疫苗和mRNA 疫苗。我们之前的研究11-14以及其他研究人员的发现15,16表明，已批准疫苗的初次接种和加强接种对Omicron变异株及其亚系的效力都有所下降，尤其是在较长的时间内。

中国已开始推广其首个四价COVID-19 疫苗--由神州细胞研发的 SCTV01E，旨在应对由多种 SARS-CoV-2 变体引发的新一轮感染。它是一种α/β/δ/Omicron变体 S-三聚体重组蛋白疫苗。在中国和阿联酋进行的多项临床试验对其安全性、耐受性、免疫原性和保护效力进行了评估。第3 期临床数据表明，SCTV01E作为Omicron及其亚变体（包括 XBB）的加强针效果显著，且无重大不良反应报告。该疫苗已在3月获准在中国紧急使用，目前已在多个城市接种。然而，我们对这种疫苗作为加强针与其他疫苗或通过突破性感染获得的天然免疫在效力上的比较仍然缺乏了解，尤其是在最近出现的病毒变种的情况下。

研究结果

突破性感染和 SCTV01E 加强免疫血清对 XBB.1.5 之前的 SARS-CoV-2 主要亚系的中和作用。

在本研究中，我们采集了接种三剂灭活疫苗后使用SCTV01E加强的第 14-28 天的血样（21 人），或三剂灭活疫苗后感染BA.5 或 BF.7 病毒的第 14-28 天的血样（36 人），或接种三剂灭活疫苗后感染XBB病毒的第14-28 天的血样（24 人）。我们还纳入了 11 名只接种了三剂灭活疫苗（CoronaVac）(科兴，译者注) 的人作为对照（图 1A 和表S1）。为了评估SCTV01E 强化疫苗接种后血清的中和效力和广度，我们首先组建了一个假病毒(PsV) 小组。该小组代表了一系列SARS-CoV-2 变异株，包括野生型（WT）、B.1.351、B.1.617.2、BA.1、BA.2、BA.5、BF.7、BQ.1.1、CH.1.1 和XBB.1.5。(图 1A）。之所以选择这些变体，是因为它们以前曾高频流行过。

与我们之前的研究结果一致，接受三剂疫苗接种的人体内可检测到针对WT病毒的中和抗体几何平均滴度（GMTs），但B.1.351、B.1.617.2、BA.1和BA.2的GMTs与WT相比显著降低，而针对BA.5、BF.7、BQ.1.1、CH.1.1和XBB.1.5的中和滴度则降低到几乎检测不到的水平。在经历了 BA.5 或 BF.7 变体突破性感染的个体中，观察到针对BA.5 和 BF.7 之前变体的高水平中和滴度，GMT 始终超过 1000。但针对BQ.1.1、CH.1.1 和 XBB.1.5 变体的中和滴度却大大降低（图 1A）。与BA.5/BF.7突破性感染者相比，XBB突破性感染者对XBB.1.5变异体的中和滴度相似；但他们对其他变异体的中和滴度明显较低（图1A和1B）。这可能表明，XBB变体的抗原性低于BA.5/BF.7。值得注意的是，接种 SCTV01E 加强免疫疫苗的个体对所有测试的SARS-CoV-2 变体表现出最高的中和活性。在SCTV01E 加强免疫组中，针对WT 病毒的中和抗体几何平均滴度平均值为6674。对其他变异株（如B.1.351、B.1.617.2、BA.1、BA.2、BA.5 和 BF.7）的中和抗体几何平均滴度平均值为 4585 到5922，与 WT 病毒相比仅略微降低了 1.1 到 2.3 倍。即使是BQ.1.1、CH.1.1 和 XBB.1.5 变体，它们对加强针引起的中和也表现出了更大的抗性（降低了 4.4 至 5.6 倍），但这些变体的中和滴度仍高于1000（图 1A）。与三剂 CoronaVac 组和合并突破性感染组（包括 BA.5/BF.7 和XBB 突破性感染者）相比，SCTV01E加强针组对所有测试的SARS-CoV-2 变异株的中和滴度都明显更高（所有p 值均小于0.0001）（图 1C）。

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突破性感染和 SCTV01E 加强免疫血清对新出现的 XBB 亚系和 BA.2.86 的中和作用

上述结果表明，接受 SCTV01E 加强免疫接种的个体血清对一系列 SARS-CoV-2 变体保持有效的中和能力，直至XBB.1.5 变体。然而，病毒环境在不断演变，出现了几个新的 XBB 亚系，每个亚系都携带额外的变异（图2A）。截至 2023 年 5 月，XBB.1.5仍是SARS-CoV-2 的主要变种，但新出现的变种有明显的趋势，开始挑战 XBB.1.5 的主导地位（图2B）。值得注意的是，XBB.1.16 亚变异体在全球范围内，尤其是在印度、英国和美国等国家的发展势头越来越猛。另一个新兴的XBB 亚变体 EG.5.1 也在全球迅速蔓延，主要集中在中国、法国和新加坡等国家（图 2B 和S1）。该亚变体由 Omicron XBB.1.9.1 演化而来（其 S序列与XBB.1.5 相同），其特征是 S 蛋白受体结合域 (RBD) 中的F456L 替代以及 S 蛋白 N 端域 (NTD)中的Q52H 突变、 除了EG.5.1 的 F456L 突变外，还有一个新的 L455F 突变，这种组合被称为"FLip "突变（图 2C）。可能起源于印度的 XBB.2.3 亚系也已扩展到多个国家，包括美国和新加坡（图2B 和 S1）。除了这些 XBB 亚系之外，BA.2.86也引起了极大的关注，它是由曾经占主导地位的Omicron BA.2 系演化而来的一个亚变种，现在几乎已经灭绝。这不仅是由于它独特的进化轨迹，还因为与 BA.2 和XBB.1.5 相比，它的基因序列包括尖峰蛋白中 30 多个氨基酸的变化（图 2A 和2D）。

为了进一步测试 SCTV01E 疫苗对这些新出现的 SARS-CoV-2 变异株的保护效力，我们构建了一个PsV 小组，代表 XBB.1.5、XBB.1.16、EG.5、XBB.2.3及其选定的后裔亚系，这些亚系要么在人群中流行率较高（在过去四个月中占序列的1%以上），要么是新出现的，与其他亚系相比具有显著的生长优势（相对生长优势>=10%，https://cov-spectrum.org/），以及BA.2.86（图2B-D），用于血清中和试验。通过全面的数据库搜索，发现还有174 个品系与我们所选的品系具有相同的 S 蛋白序列。因此，我们纳入的这组病毒约占过去四个月共享序列总数的 80%（图2B，从 5 月到 8 月：80.8%、78.5%、75.8%、74.8%）。

与前面描述的方法类似，我们纳入了 BA.5/BF.7 突破性感染组和XBB 突破性感染组的血清样本进行比较分析。如图 3A-3C 所示，对于两个突破性感染组和SCTV01E 加强免疫组，它们对不同的新出现的 XBB 亚系都表现出非常相似的中和滴度。与祖先亚变异株XBB.1.5/XBB.1.9.1 相比，新近出现的亚变异株对血清样本中和的抵抗力仅略有提高（<2 倍）。

有趣的是，尽管 BA.2.86 变体的突变负荷很高，但它的中和抗性并不比 XBB.1.5 变体强。然后，我们同时比较了BA.5/BF.7 和 XBB 突破感染组对所有这些 XBB 亚系的中和活性。除EG.5.1 亚变异体外，后一组的中和滴度略高，但差异无统计学意义（图 3D）。因此，我们汇总了两个突破性感染组的数据，并将其 中和抗体几何平均滴度与 SCTV01E 加强接种组的 中和抗体几何平均滴度进行了比较。同样，SCTV01E 组对所有测试的SARS-CoV-2 变异株的中和滴度都明显更高，所有 p 值都低于 0.0001（图3E）。总之，尽管新出现的 XBB 亚系和 BA.2.86 携带了额外的突变，但它们对中和的抗性并没有明显增强。令人鼓舞的是，SCTV01E加强免疫持续诱导出针对所有这些变异株的强效中和滴度，这突出表明了它对广泛的SARS-CoV-2 亚型的潜在有效性。

我们扩大了分析范围，测量结合抗体滴度，重点是针对 WT、BA.5 和XBB.1.16 病毒的anti-RBD 和anti-S IgG。值得注意的是，与BA.5 突破组相比，SCTV01E 组的 RBD 和 S 结合抗体反应明显更高（图S2A）。此外，我们还探讨了结合抗体滴度与中和抗体滴度之间的相关性。在比较针对 WT 和BA.5 病毒的结合抗体和中和抗体滴度时，我们观察到了一致的相关性。但是，XBB.1.16 亚变体没有明显的相关性（图S3B）。这些发现表明，随着病毒的进化，特别是针对高度变异的变异体，结合抗体和中和抗体反应之间的相互作用可能变得不那么容易预测。为了直观地显示和量化各种SARS-CoV-2 变体之间的抗原性距离，我们利用了一整套突破性感染和 SCTV01E 强化中和数据来构建抗原图，如图3F 所示。有趣的是，SARS-CoV-2 WT 病毒及其早期变种，如Beta（B.1.351）和 Delta（B.1.617.2），在抗原上看起来很相似，形成了一个紧密的集群。早期的Omicron 亚变种，包括 BA.1、BA.2、BA.5 和BF.7，则分离成另一个独特的集群。与此同时，BQ.1.1、CH.1.1 和XBB 亚系等较新的变体则表现出相当大的抗原漂移，与 WT 和早期Omicron 集群拉开了距离。有趣的是，我们的数据显示，BA.2.86 与 XBB 亚系非常吻合，这巩固了我们之前的发现。

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突破性感染和 SCTV01E 加强免疫后的 B 细胞和 T 细胞反应

在评估了SCTV01E 加强免疫引起的抗体反应后，我们将注意力转向了比较接种SCTV01E 加强免疫、全程接种科兴灭活疫苗和突破性感染BA.5 变异株的人群的B 细胞和 T 细胞反应。流式细胞术用于量化这些群体的外周血SARS-CoV-2特异性B细胞和T细胞（图S3）。在针对三种目标病毒（WT、BA.5和XBB.1.16）的 B 细胞反应中，我们观察到在 BA.5 变体突破性感染者中，RBD 特异性记忆B 细胞（MBC）的频率显著增加。重要的是，与只接种了三剂科兴疫苗的人相比，接种了SCTV01E 强化剂的人中的这一频率更高，这与我们的血清学发现一致。这些结果表明，基于四价蛋白的SCTV01E 强化疫苗能显著增强针对一系列SARS-CoV-2 变体的记忆性 B细胞免疫力（图4A）。

了解SARS-CoV-2特异性T细胞反应在康复者和疫苗接种者中的作用对于控制病毒感染和预防严重症状至关重要。然而，SCTV01E强化疫苗增强 T细胞应答的潜力仍未确定。为了探讨这个问题，我们利用SARS-CoV-2 WT、BA.5 和 XBB.1.16 S 三聚体来测量同三组中 S 特异性IFN-γ 分泌的差异。在T 细胞反应方面，我们发现三组中分泌S 特异性 IFN-γ 的 CD4+ T 细胞比例没有显著差异（图 4B）。同样，产生IFN-γ 的 CD8+ T细胞的频率在这些组间也没有明显差异（图4C）。

总之，我们的数据表明，与三剂灭活疫苗或BA.5突破性感染相比，SCTV01E加强型疫苗在激发更强的CD4+和CD8+T细胞应答方面没有明显优势。

因此，虽然SCTV01E 强毒疫苗能显著增强抗体和B 细胞应答，但其对T 细胞免疫的影响似乎并不明显。

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讨论

COVID-19 大流行已过去三年半多，SARS-CoV-2新变种的不断演变和扩散可能在未来数年对全球公共卫生构成重大挑战20。病毒的不断变异和重组产生了 XBB 变种以及许多亚系，因此有必要对其进行持续监测和评估。目前，该病毒在全球范围内有多种 XBB 亚变种，包括 XBB.1.5、XBB.1.16、EG.5、XBB.2.3 及其后续衍生物。先前的研究23-27 证明，传统的原型疫苗和变异株特异性单价疫苗对这些不断进化的毒株的交叉中和能力有限。鉴于几种新型COVID-19 疫苗已获得紧急使用授权，评估其免疫效果至关重要。在本研究中，我们招募了接种过基于S 蛋白的四价疫苗SCTV01E 作为加强针的个体，并纳入了具有不同疫苗接种史和感染史的参与者进行比较。为了评估它们的血清中和活性，我们收集了据我们所知最全面的SARS-CoV-2 变异株。该小组共有30 个变异株，包括过去广泛传播的变异株和目前流行的XBB 亚系变异株，以及最近发现的BA.2.86。

虽然B.1.351 和B.1.617.2 等早期变异株对中和表现出中度抗性，BA.1、BA.2、BA.5 和 BF.7 等早期 Omicron 亚变异株表现出更强的抗性，但在 BQ.1.1、CH.1.1和所有 XBB 亚系中观察到了最显著的抗性。这种显著的抗药性可能是由于 BQ/CH/XBB与以前的菌株之间存在明显的抗原差异。有趣的是，在比较所有 XBB 亚变异株和最近发现的 BA.2.86 时，我们发现它们的中和抗性并没有比 XBB.1.5 明显增强。即使是最近出现的、令人关注的亚变异株，如 EG.5.1 和 HK.3（FLip），与它们的母株 XBB.1.5 相比，也没有表现出明显增强的中和抗性。事实上，根据我们构建的抗原图谱，所有 XBB 亚变异株和 BA.2.86 都相对紧密地聚集在一起，尽管它们与其他病毒相距甚远。这表明，尽管这些病毒株发生了许多变异，但它们逃避中和的能力并没有显著增强。

与BA.5/BF.7 突破性感染组相比，XBB突破性感染组对所有主要的XBB前毒株的交叉反应性较低。不过，两组突破性感染者对XBB各亚系的中和滴度相当接近。虽然突破性感染引起的中和抗体反应远高于三剂灭活疫苗，但在所有组群中，SCTV01E加强免疫对所有测试病毒产生的中和活性最高。这表明，接种完全疫苗后再接种这种新型疫苗的人很可能会增强对新出现的XBB 亚变种以及BA.2.86 的保护。虽然还需要进一步的研究来确定这种保护效力的持续时间，但我们的研究表明，多价疫苗可以扩大抗体反应的多样性，从而提高跨株保护能力。

此外，我们还利用流式细胞术对细胞免疫反应进行了初步调查，以评估RBD 特异性 MBC 和 S 特异性IFN-γ 分泌 T 细胞的频率。与我们对中和抗体的血清学研究结果一致，SCTV01E 加强免疫和突破性感染都大大增强了针对一系列 SARS-CoV-2 变体的 MBC 免疫力。这种增强的中性粒细胞免疫反应可能有助于产生强大的中和抗体水平，从而阻止新出现的变异株的再感染。这些结果证实了一个观点，即反复接触病毒抗原，无论是通过自然感染还是使用新型疫苗加强免疫，都能强化我们的B 细胞免疫反应，抵御不断进化的病毒株。此外，强大的SARS-CoV-2 特异性 T 细胞反应，无论是通过疫苗接种还是自然感染诱导，都能有效消灭受感染的细胞，遏制病毒进一步扩散，并预防严重疾病的发生。然而，我们的数据并未显示各组人群的病毒特异性T 细胞反应有任何统计学上的显著差异，无论他们是否接种过加强免疫疫苗或有混合免疫史。值得注意的是，我们对B 细胞和 T 细胞反应的分析是初步的。未来的研究应该更深入，探索浆细胞、MBCs 亚型、滤泡辅助性 T 细胞和调节性 T 细胞的动态特征等因素。

总之，尽管SARS-CoV-2病毒在不断进化并增强其逃避免疫的能力，但目前新出现的XBB亚系和BA.2.86在抗原性上并没有与最初的XBB群发生巨大差异。与原型疫苗和自然感染相比，接种SCTV01E 疫苗诱导的中和滴度明显更高，这突出表明了开发新型多价疫苗以更有效地对付未来病毒变种的重要性。

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本文翻译自预印本论文Enhanced neutralization of SARS-CoV-2 XBB sub-lineages and BA.2.86 by a tetravalent COVID-19 vaccine booster，受水平所限，翻译有误处请见谅。图片回家后上传

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总结神州四价，对于包括XBB1.5在内奥米克戎毒株，神州四价展现出优异的中和抗体滴度，虽然毒株越老滴度越高，但对于XBB1.5滴度值仍然大于1000。
比三针灭活再阳过一次XBB（对应我国大部分在5月份后二阳人群）略强
比三针灭活再阳过一次BA.5/BF.7（对应我国大部分仅在12月阳过一次的人群）要大强，
更是秒飞了只接种三针灭活但没阳过的。

对于XBB1.5以后的新生代毒株，神州四价的中和滴度虽然下降了很多，但仍能展现出和阳过一次XBB差不多的中和滴度。


另外本研究的资助单位是包括国家自然科学基金在内的一系列国字号单位，显示出国家对这款疫苗的重视程度。

如果在明年新冠疫苗变为二类疫苗的话，神州细胞重组蛋白疫苗肯定是有一席之地的。王年爽博士对神州四价也是一直很推崇。

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