Durability of ChAdOx1 nCoV-19 vaccination in people living with HIV

引言：HIV感染者的疫苗应答挑战

HIV感染者（PWH）因慢性免疫激活、CD4+ T细胞功能异常及滤泡辅助性T细胞（Tfh）频率变化，常表现出疫苗应答减弱。随着SARS-CoV-2变异株（VOCs）的出现，评估ChAdOx1 nCoV-19（AZD1222）疫苗在PWH中的长期免疫效果至关重要。本研究作为COV002临床试验（NCT04400838）的子研究，首次系统评估了54名接受稳定抗逆转录病毒治疗（ART）的PWH接种两剂疫苗后6个月的免疫持久性，并与HIV阴性对照组进行比较。

关键问题：

• HIV相关的免疫耗竭是否影响疫苗应答的维持？
• 对变异株（Alpha/Beta/Gamma/Delta）的交叉保护是否持久？
• 预存的地方性冠状病毒（CCC）免疫能否增强疫苗反应？

研究方法与队列特征

研究设计

• 人群：54名男性PWH（年龄42.5±7.3岁），均接受ART治疗（病毒载量<50 copies/mL，CD4+ T细胞>350 cells/μL），与50名HIV阴性对照（年龄38.5±10.3岁）匹配。
• 干预：两剂ChAdOx1 nCoV-19疫苗，间隔4-6周。
• 时间点：接种前（D0）、接种后14天（D14）、28天（D28）、42天（D42）、56天（D56）及182天（D182）。
• 检测指标：
  • 体液免疫：抗S/RBD/N蛋白IgG（ELISA/MSD）、活病毒中和试验（FRNT）、ACE2抑制试验。
  • 细胞免疫：IFNγ ELISpot、T细胞增殖（CTV稀释法）、激活标志物（AIM）检测。
  • 交叉反应：针对HKU1、OC43、229E、NL63等CCC的抗体与T细胞应答。

免疫激活基线差异

PWH表现出持续的免疫激活和耗竭特征（图1）：

• CD38+HLA-DR+ CD4+/CD8+ T细胞频率显著高于对照组（p<0.001）。
• T-bet^loEomes^hi 耗竭性CD4+/CD8+ T细胞比例升高（p<0.01）。 接种后14天出现短暂激活升高，但至D182恢复至基线水平（补充图1）。

图一

 

表1：PWH与对照组免疫激活标志物比较（D182）

 

标志物	PWH（中位数%）	对照组（中位数%）	p值
CD4+ CD38+HLA-DR+	8.7	3.2	<0.001
CD8+ CD38+HLA-DR+	12.5	4.1	<0.001
CD4+ T-betloEomeshi	15.3	5.6	<0.01
CD8+ T-betloEomeshi	18.9	7.3	<0.01

体液免疫应答：抗体持久性但中和活性下降

抗体动态变化

• 抗S/RBD IgG：D182时83.3% PWH维持阳性抗S抗体（图2A），64.2%维持抗RBD抗体（图2B），且滴度与HIV阴性组无差异（图2D）。
• 抗N抗体：始终阴性（图2C），排除自然感染干扰。
• 衰减趋势：抗S IgG从D56峰值（中位数4,200 AU/mL）降至D182（1,850 AU/mL），但仍显著高于基线（p<0.001）（补充图2D）。

功能性抗体分析

• ACE2抑制活性：D182时显著高于基线（p<0.001）（图2E），且与抗RBD滴度强相关（r=0.82, p<0.0001）（补充图2C）。
• 中和抗体：活病毒中和试验（FRNT）显示，92%（13/14）的PWH在D182时中和滴度降至检测限以下（FRNT₅₀ <20）（图2F）。表明尽管结合抗体持续存在，但功能性中和能力显著衰减。

 

图2：体液免疫应答动态

（A-C）抗S/RBD/N IgG水平；（D）PWH与对照组抗S IgG对比；（E）ACE2抑制率；（F）活病毒中和滴度

细胞免疫应答：T细胞反应持久但增殖能力减弱

IFNγ ELISpot与增殖试验

• IFNγ分泌：SARS-CoV-2特异性T细胞反应在D182仍维持（图3A），且与对照组无差异（图3B）。
• 增殖动态：
  • CD4+ T细胞对S1/S2肽库的增殖率在D42达峰（S1：4.8%；S2：3.5%），D182降至2.1%/1.7%（图3C-D）。
  • CD8+ T细胞增殖率较低（D42峰值：S1 1.9%；S2 1.5%），D182进一步衰减（图3E-F）。
• 表型特征：
  • 疫苗特异性CD4+ T细胞（AIM⁺）以Th17（CXCR3^-CCR6⁺）为主（图4H），与HIV Gag/CMV特异性反应相似（图4F-G）。
  • 未发现特定Th亚群与抗体滴度相关。

图3：T细胞应答动态

（A）IFNγ ELISpot；（B）PWH与对照组对比；（C-F）CD4+/CD8+ T细胞增殖率

对变异株（VOCs）的交叉反应

体液免疫

• ACE2抑制：对Alpha/Beta/Gamma变异株的抑制率均低于野生株（WT）（p<0.01），其中Beta/Gamma下降最显著（降幅>50%）（图5A-B）。

细胞免疫

• T细胞增殖：
  • CD4+ T细胞对S1的反应在各VOCs间无差异（图5C）。
  • CD4+ T细胞对S2的反应对所有VOCs均减弱（p<0.05）（图5D），可能与S2保守区突变有关。
  • CD8+ T细胞对Delta-S2的反应在PWH中低于对照组（p<0.05）（图5G-J）。

 

图五

 

表2：VOCs的T细胞增殖反应比较（D182）

抗原	WT（中位数%）	Beta（%）	Gamma（%）	Delta（%）
CD4+ S1	2.1	1.9	1.8	2.0
CD4+ S2	1.7	1.3*	1.4*	1.5*
CD8+ S2	0.8	0.7	0.7	0.6*
与WT相比p<0.05

预存免疫对疫苗应答的影响

预存交叉反应性T细胞

• 基线应答者（BR）：23/54名PWH存在预存SARS-CoV-2反应（增殖率>1%）。
• 增强效应：BR组在接种后各时间点的CD4+ T细胞增殖率均高于无应答者（B-NR）（图6A-B）。
• 机制关联：
  • BR组的预存反应与Beta属CCC（HKU1/OC43）的S2特异性T细胞相关（r>0.6, p<0.001）（图6C-D）。
  • 抗HKU1/OC43抗体与抗SARS-CoV-2 S抗体强相关（r=0.71/0.68, p<0.001）（图7D-F）。

图六

系统发育分析

SARS-CoV-2与Beta属CCC（HKU1/OC43）的S蛋白同源性最高（图7G），解释了交叉反应基础。

 

图7：预存免疫的关联分析

（G）冠状病毒S蛋白系统发育树；（D-F）抗SARS-CoV-2与CCC抗体的相关性

讨论与临床意义

核心发现

1. 免疫持久性：PWH的体液与细胞免疫应答可持续6个月，且与HIV阴性人群无差异，支持现行疫苗接种策略。
2. 中和衰减挑战：尽管结合抗体持续存在，92%的PWH在6个月时丧失中和活性，提示需加强针。
3. 变异株应对：对Beta/Gamma株的中和活性显著下降，但T细胞反应部分保留，可能与重症保护相关。
4. 预存免疫价值：既往Beta属冠状病毒（HKU1/OC43）暴露可能通过交叉反应性T细胞增强疫苗应答。

局限性

• 样本量较小（n=54）且仅限男性。
• 未评估非中和抗体功能（如ADCP/ADCC）。
• 未直接验证预存免疫对临床结局的影响。

实践建议

• 加强针必要性：鉴于中和抗体衰减，PWH应优先接种加强针。
• 长期监测：需持续评估12个月以上应答及对新兴变异株（如Omicron）的反应。
• 疫苗策略优化：针对预存免疫的机制研究可能指导新型疫苗设计。

结论

本研究首次证实：接受ART治疗的PWH接种ChAdOx1 nCoV-19疫苗后，体液与细胞免疫应答可持续6个月，且与HIV阴性人群相当。尽管中和活性显著衰减，但对变异株的T细胞交叉反应仍部分保留。预存的Beta属冠状病毒免疫可能增强疫苗应答，为优化PWH的免疫策略提供了关键依据。