此議題新聞稿請參考〈T細胞免疫對抗Omicron變種病毒 新聞稿

議題背景:

Omicron變種病毒從去年底爆發全球疫情至今,大家最關注的就是新冠疫苗的保護力是否會因為Omicron病毒而失效。科學家在2021年底初步用施打疫苗的血清做測試,發現這些血清對Omicron病毒的抗體反應有下降,但台灣科技媒體中心綜整至今(2022)年陸續發布尚未同儕審核的預印本研究,發現人體由疫苗或感染病毒獲得的T細胞免疫反應,並沒有因為Omicron變種病毒而受到太大的影響,表示人體過去打疫苗或受新冠病毒感染後,仍帶有一定程度的保護力。台灣科技媒體中心特邀專家對此給予意見。

研究文獻: 

  • 未經同儕審核的預印本
  1. Liu, Jinyan, et al. "Vaccines Elicit Highly Cross-Reactive Cellular Immunity to the SARS-CoV-2 Omicron Variant.medRxiv(2022).
  2. Keeton, Roanne, et al. "SARS-CoV-2 spike T cell responses induced upon vaccination or infection remain robust against Omicron.medRxiv(2021).
  3. Tarke, Alison, et al. "SARS-CoV-2 vaccination induces immunological memory able to cross-recognize variants from Alpha to Omicron.bioRxiv(2021)
  • Nature期刊論文

※為了盡快了解研究的重大發現,此為Nature期刊提供的未經編輯文章,已經過同儕審核。最終發布完稿之前,研究者還可能修正文章內容。

  1. Gao, Yu, et al. "Ancestral SARS-CoV-2-specific T cells cross-recognize Omicron (B. 1.1. 529)." Nature(2022).
專家怎麼說?

2022年01月13日
長庚大學臨床醫學研究所教授顧正崙

在對抗致病性微生物的戰爭中,後天免疫系統由B細胞產生的抗體與T細胞的細胞免疫,組成兩個交叉火網。新冠疫苗可以誘發B細胞產生抗體,抗體主要中和病毒預防感染。Omicron由於在棘蛋白上有高達30以上的突變,由疫苗誘發中和抗體的能力對Omicron的結合能力下降,這點也在大量的體外抗體中和實驗中所證實,解釋為什麼接受過疫苗的人會被Omicron感染。尤其是AZ疫苗這種抗體誘發抗體能力較低的疫苗,幾乎沒有辦法有效預防感染。

T細胞中,CD4 輔助T細胞分泌細胞激素,協助B細胞在內的各個免疫細胞活化並對抗感染,CD8 毒殺T細胞則辨識細胞上人類表面抗原(HLA)上的病毒片段,清除被感染的細胞。人類表面抗原可以藉由呈現出疫苗中棘蛋白不同的片段,活化大量會辨識棘蛋白各個部位的各種T細胞,T細胞沒有辦法直接向抗體一樣阻止感染,但是在強化免疫統與清除病毒感染上也是極有效的方式。由於辨識的區域是遍及棘蛋白的各個部位,所以病毒就算是突變也只能躲過被少部分T細胞辨識的機會。所以就算Omicron突變再多,對於逃脫T細胞免疫的效果遠不如逃脫中和抗體的影響。

在這三篇研究中,有兩個值得注意的,就雖然在誘發中和抗體濃度上能力差異很大,但是mRNA疫苗(莫德納、BNT)或是腺病毒疫苗(AZ),都可以有效活化T細胞免疫反應。另外,突變病毒雖然能有效逃脫中和抗體,造成感染,但是T細胞免疫反應對於Omicron在內的突變病毒,還是非常有效。

這樣的研究也解釋了為什麼Omicron病毒雖然能造成接受疫苗後的人得到突破性感染,造成感染人數大幅上升,但是T細胞免疫還是能有效對抗感染,所以住院或重症的病人人數沒有明顯上升。

因此大眾不需要太過於恐慌,擔心抗體濃度不知道夠不夠,還有未來又有新突變怎麼辦,現有的疫苗就足以提供很好的T細胞免疫力,雖然不能預測未來,但是有理由相信不管新冠病毒怎麼變,疫苗與T細胞免疫系統的通力合作下,就算有感染,也會及大幅度的減少重症的機會。

人類的免疫系統真的是非常精妙,在高科技疫苗協助下,真的不需對於Omicron甚至是還未出現的新突變過於恐慌。

2022年01月14日

臺大醫院內科部醫師⁄台大醫學院微生物學科教授 楊宏志

1.這些研究結果為什麼重要?為什麼變種病毒會讓抗體抵抗病毒的能力下降但卻不太影響T細胞的反應?

這些研究證實了目前新冠病毒疫苗引起專門辨認棘蛋白的T細胞反應,包括CD4輔助性T細胞與CD8 T細胞,有很高的交叉反應,其誘發的記憶T細胞,對於不同的突變株,包括Omicron的棘蛋白保留了約80%左右的反應性。這與中和抗體對病毒突變株抑制能力大幅下降的情形不同,因此T細胞免疫力有可能提供對這些突變病毒的保護力。但為何抗體與T細胞對變種病毒的反應的不同,目前並不清楚。

2.研究的限制有哪些?這些限制會如何影響我們評估新冠疫苗產生的T細胞免疫力?

目前關於T細胞免疫力的測量與病毒保護力之間並未有一致的標準,這與中和抗體不同,後者與感染保護力之間的關聯性很清楚。先前研究顯示,中和抗體效價與對新冠病毒感染保護力之間有很高的相關性。

換句話說,這些研究測量到T細胞交叉反應,因此推估可能T細胞有防止病毒感染的能力,這只是根據學理推測,雖然是合理的推測,但未有直接的實驗證據支持,所以仍要等待之後更多數據來證明。雖然先前有研究指出T細胞免疫能提供新冠病毒感染的保護力,但是如何準確評估T細胞反應對於病毒感染的保護力仍有待發展。

3.還需要哪些研究或證據才能確定T細胞免疫能對抗變種病毒的原因?

證明疫苗能誘發對病毒突變株具有交叉反應的T細胞免疫力,並不等於其能提供病毒感染的保護力。這仍需要未來進一步動物或人體實驗,才能證實有交叉反應之T細胞免疫力能真正提供對於新冠病毒感染的保護力。

2022年01月17日
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 新冠病毒在打過疫苗者仍會有突破性感染,但比起未接種疫苗者,這些確診者多為輕症或無症狀,意味著疫苗還是提供了防止重症發生的保護效果。最近幾篇科學研究發現,不論是以武漢病毒株為基礎的疫苗或是自然病毒感染所引發的T細胞,對於包括Omicron在內的變種病毒仍有80%以上的反應,或許這就是疫苗對Omicron病毒感染仍有防護效果的原因之一。

為何疫苗產生的抗體對Omicron病毒的抵抗力下降呢?因為抗體主要是藉由卡在棘蛋白上特定部位,阻止病毒結合細胞表面上的受體去感染細胞。但是Omicron病毒在棘蛋白上產生了多處突變,使棘蛋白結構改變,抗體不再能結合上去,就失去效用了。

相反的,T細胞辨識的不是棘蛋白結構,而是呈現在細胞表面上的小片段蛋白質(約10~24個胺基酸)。棘蛋白中,約估有數十條小片段可被呈現在細胞表面,可被輔助型及殺手型T細胞所辨識。Omicron病毒在棘蛋白上有30多個突變點,其中可能影響T細胞功能的分別只有28% (輔助型T細胞)及 14% (毒殺型T細胞)而已。換言之,絕大部分因疫苗引發的T細胞仍可充分辨識被Omicron病毒感染的細胞, T細胞反應沒有因Omicron病毒而受到太大的影響。但若未來突變持續增加,呈現在細胞表面上的小片段蛋白質受到更多影響時,T細胞反應有可能也會隨之降低。

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曾雨涵

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