摘要
2019冠状病毒病(COVID-19),是指由严重急性呼吸综合征冠状病毒2 (SARS-CoV-2,我国称为新型冠状病毒)感染导致的呼吸道流行疾病。Omicron 变异株是具有传播速度快、体内复制快、潜伏期短、致病能力弱等特点的全球流 行毒株。2022年春季,Omicron BA.2变异株在上海引起疫情爆发,此前该地区 SARS-CoV-2感染率极低。 由于Omicron变异株与原始株差异较大,此前建立的预存免疫反应面临挑战, 全球出现大量突破性感染病例。而疫苗接种是否能降低新型冠状病毒Omicron 变异株感染者的重症率和死亡率仍然存在争议。临床真实世界中疫苗接种的保护 作用仍需证实,探讨灭活疫苗的详细免疫机制有助于增强对新冠疫苗的进一步认 识。研究表明,免疫失调或为SARS-CoV-2导致急性肺损伤和多器官功能衰竭的 主要原因,识别诱发炎症风暴的细胞因子与免疫细胞,筛选预测危重结局的关键 生物标志物,对COVID-19的临床诊疗至关重要。 长新冠症状是感染SARS-CoV-2后出现累及多器官症状的疾病状态。目前仍 缺乏针对Omicron感染引起的长新冠症状发病率、严重程度及风险人群的相关研 究。随着疫情持续,许多患者出现二次感染,影响了疾病的传播、诊疗和预防。 由于Omicron变异株出现时间较短,对于既往Omicron变异株感染者的二次感染 情况尚没有大规模随访研究。 因此,本研究借助多中心、大样本队列,全面解析新冠Omicron BA.2感染 后临床特征与免疫应答特征,探索灭活疫苗对Omicron感染者的保护作用及详细 机制,借助感染者蛋白组学及代谢组学特征建立预测模型,同时调查Omicron BA.2感染后的长新冠症状与二次感染情况。 第一部分 灭活疫苗接种对新型冠状病毒Omicron BA.2感染者的保护作用 目的: 评价新型冠状病毒Omicron BA.2变异株感染人群的临床特点,详细探讨灭 活疫苗接种对感染者的保护作用。 方法: 1、本研究为真实世界研究,涵盖2022年4月至6月上海市新型冠状病毒Omicron BA.2变异株流行期间,共四家上海市定点救治医院的所有确诊患者。通过医 院电子住院病史系统、检验检查系统以及上海市公共疫苗接种信息库进行数 据收集与核实,形成多中心、大样本队列数据库,根据患者年龄与合并基础 疾病情况将纳入患者分为高危人群、非高危人群。 2、采用多因素回归模型比较不同疫苗接种组之间发生相应结局的风险。为了减 少混杂因素的影响,采用基于协变量平衡倾向性评分的逆概率加权模型 (CBPS-IPTW)验证结论。 3、为避免选择偏倚,将全人群分为浦东、浦西两队列,分别通过多因素回归与 CBPS-IPTW法验证灭活疫苗对不同结局指标的保护效应。 结果: 1、研究共纳入10258人,其中共859人(8.4%)在入院时发生肺炎,入院后发 生严重不良后果的患者共344人(3.4%)。患者入院时临床分型以无症状感 染者(22.7%)及轻型(68.9%)为主,住院期间发生疾病进展的人群共199 人(1.9%)。 2、全人群危险因素分析提示,≥60周岁、男性、合并基础疾病为发生肺炎、发 生严重不良后果的危险因素,而性别对疾病是否进展的影响并不显著;完全 接种疫苗及加强疫苗接种为影响肺炎发生、严重不良后果发生、疾病进展的 保护因素。 3、完全接种疫苗组(校正后发生率比(aRR):0.543,95%CI:0.437-0.670) 与加强疫苗接种组(aRR:0.347,95%CI:0.272-0.437)能够有效阻止感染 者发生肺炎,尤其在高危人群中显著。该结论在浦东、浦西两队列分析中同 样得到验证。 结论: 1、造成2022年春季上海新冠疫情以上呼吸道感染为主的原因主要与病毒毒力 与侵袭性改变有关,Omicron BA.2变异株的低致病性与灭活疫苗的保护作用 是解释Omicron BA.2流行时期临床严重程度降低的重要因素。 2、灭活疫苗完全接种及加强接种尤其有益于高危人群,可以预防肺炎发生。非 高危人群中疫苗接种获益可忽略不计。即便在突破性感染高发的后Omicron 时代,对高危人群强调疫苗接种也是能有效保护群体的重要公共卫生政策。 3、在目前以轻症为主的新冠感染人群中,肺炎发生率是更合适的评估指标,它 既能敏感反映与病毒变异相关的致病性变化,也能作为疫苗保护效应的有效 评估指标。 第二部分 2022年春季上海新冠Omicron BA.2感染人群免疫应答特征解析 目的: 解析2022年春季上海新冠Omicron BA.2感染人群免疫应答特征,探索灭活 疫苗接种对感染者发挥保护效应的具体免疫学机制。借助蛋白组学、代谢组学技 术进一步探索疾病发生发展机制,寻找生物标志物建立精确有效的预测模型。 方法: 1、收集入组患者入院后、出院前至少两次外周血,留取血浆,使用密度梯度离 心法分离外周血单个核细胞。使用酶联免疫吸附实验法检测针对野生株(Wild Type,WT)、Omicron株的结合抗体滴度,假病毒中和实验检测中和抗体滴 度。使用人源γ干扰素ELISpot检测T细胞应答水平。 2、通过高效液相色谱-串联质谱联用技术(LC-MS/MS)检测灭活疫苗中是否具 有RNA依赖的RNA聚合酶(RdRp)蛋白,在公共数据库中查找分析相应质 谱信息。 3、通过LC-MS/MS鉴定血浆蛋白组学信息,数据非依赖采集技术采集质谱数据。 通过液相色谱质谱联用技术与数据依赖型采集模式进行非靶向代谢组学检测。 4、利用Lasso回归与随机森林算法筛选有效生物标志物,建立不同疾病严重程 度的预测模型。 结果: 1、研究共检测107位入组患者的免疫应答水平。入院时,不论灭活疫苗接种状 态如何,针对WT株与Omicron BA.2株的抗体滴度无统计学差异。而出院前, 接种2/3针疫苗组针对WT株、Omicron的结合抗体、中和抗体滴度均显著 高于接种0/1针疫苗组。根据感染者是否发生疾病进展分组,针对WT株及 Omicron BA.2株,未进展组出院/入院中和抗体比值均显著高于进展组。 2、接种2/3针灭活疫苗的患者感染Omicron BA.2后针对RdRp、受体结合区域 (RBD)蛋白的T细胞应答水平显著高于接种0/1针灭活疫苗组。根据感染 者是否发生肺炎分组,非肺炎组针对RdRp、RBD蛋白的T细胞应答水平高 于肺炎组;根据感染者是否发生疾病进展分组,未进展组针对RdRp的T细 胞应答水平高于进展组。 3、研究共检测48位新冠感染者与19位健康对照组的蛋白组学、代谢组学信息。 两组的差异蛋白主要富集于RNA剪接、核糖体生成与组装等生物学过程。 通过随机森林算法建立基于蛋白组学的3分类疾病严重程度预测模型。 4、新冠感染组与对照组的差异代谢物主要富集于嘧啶代谢、磷脂代谢、以及苯 丙氨酸、酪氨酸与色氨酸生物合成通路。利用Lasso分析筛选出由3个差异 代谢物组成的重症患者预测模型,通过随机森林算法建立基于代谢组学的3 分类疾病严重程度预测模型。 结论: 1、灭活疫苗接种在体内建立了预存免疫反应,发生WT株以外的Omicron BA.2 感染也可以引发记忆B细胞快速召回,产生相应的免疫应答。 2、对于接种全程以上灭活疫苗并感染高度突变新冠病毒(如Omicron BA.2)的 患者来说,T细胞反应比中和抗体在减少肺炎和疾病进展风险方面发挥更重 要的作用。 3、靶向RNA剪接、嘧啶合成通路可能为COVID-19甚至其他感染性疾病的治 疗提供新的药物研发方向。细胞黏附与细胞骨架成分、磷脂代谢、苯丙氨酸 合成通路与COVID-19患者疾病发生发展的机制密切相关。 4、利用Lasso分析与随机森林算法能够建立基于蛋白组学、代谢组学的预测模 型,及时分辨不同严重程度的患者,且代谢物组成的模型预测效果更好。 第三部分 2022年春季上海新冠Omicron BA.2感染人群的随访研究 目的: 系统描述2022年春季上海新冠Omicron BA.2感染人群在急性感染30周后 的健康状况,评估影响长新冠症状发生的潜在危险因素;详细调查该人群二次感 染的发生率与临床症状,探讨复合免疫的保护作用与具体机制。 方法: 1、基于预先形成的多中心队列,在患者康复30周后进行随访研究。根据康复者 首次感染时是否发生肺炎将人群分组。肺炎组按照1 ∶1、非肺炎组按照3 ∶1 匹配感染其他常见呼吸道传染病的患者作为疾病对照组。 2、康复30周后,通过电话随访调查康复者是否出现长新冠症状,填写相应的症 状量表进行评估。愿意来院随访的患者进行血常规、炎症指标检测,胸部CT 检查、采集外周血检测免疫应答反应。 3、2022年冬季上海疫情后,通过二次电话随访康复者是否出现二次感染,以及 二次感染时的临床症状与严重程度。 4、采用多因素回归模型研究影响长新冠症状出现的危险因素,应用基于倾向性 评分的逆概率加权模型评估复合免疫对二次感染的保护作用。 结果: 1、研究共入组8945人,其中6412位康复者被纳入首次分析,疾病对照组共2319 人。新冠康复组中605人(9.4%)出现长新冠症状。疲劳、记忆力减退、睡 眠障碍出现比例最高。疾病对照组出现长期不适的比例明显减少,且主要为 呼吸系统不适。影响长新冠症状出现的危险因素为女性、新冠感染期间曾出 现过肺炎、目前吸烟、合并2种及以上基础疾病。 2、来院随访患者共469人,Omicron感染康复30周后,完全接种疫苗组与加强 疫苗接种组针对Omicron的结合抗体、中和抗体均显著高于不完全接种疫苗 组。 3、共有4523人被纳入二次随访人群,其中548人(12.12%)在2022年冬季上 海疫情期间出现二次感染。与首次感染相比,二次感染的患者多认为临床症 状减轻(61.7%)。完全接种疫苗(比值比(Odd ratio,OR):0.53,95%CI: 0.38-0.75)与加强疫苗接种(OR:0.68,95%CI:0.50-0.92)均能有效预防 二次感染的发生。 结论: 1、感染Omicron变异株后长新冠症状的发病率较WT株显著降低,具体的不适 症状与先前一致。 2、既往感染与疫苗接种提供的复合免疫力在康复30周后能够预防部分患者发 生二次感染,降低二次感染的临床严重程度。 3、体液免疫在感染后的长期免疫屏障中有着关键地位。复合免疫人群具有更加 持续有效的记忆性抗体,既往感染引起的保护作用会迅速减弱,而疫苗接种 增加了其抗体的持久性。