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202 COVID-19疫苗接种后血栓性血小板减少症:寻找潜在的机制

已有 9397 次阅读 2021-7-16 16:07 |个人分类:XG|系统分类:科普集锦

 

2021年3月25号,NEJM (IF=74.699)杂志发表了题为“Thrombotic Thrombocytopenia after ChAdOx1 nCov-19 Vaccination”的报道。该文章介绍了在用编码严重急性呼吸综合征冠状病毒2型 (SARS-CoV-2) 刺突蛋白抗原的阿斯利康重组腺病毒载体(ChAdOx1 NCoV-19, AZD1222)接种后,已出现数例异常血栓事件和血小板减少症。文章评估了德国和奥地利的11名患者的临床和实验室特征,这些患者在接种ChAdOx1NCoV-19疫苗后出现血栓或血小板减少。接种ChAdOx1 NCoV-19可导致罕见的免疫性血栓性血小板减少症,其由抗PF4的血小板活化抗体介导,在临床上类似于自身免疫性肝素诱导的血小板减少症。这导致欧洲多个国家暂停使用牛津/阿斯利康研发的AZD1222疫苗和美国杨森/强生研发的Ad26.COV2疫苗。

最近使用美国电子健康记录的数据报告,mRNA疫苗(BNT162b2或mRNA-1273)接种后2周内脑静脉血栓的发生率为百万分之4.1,这与欧洲AZD1222疫苗接种后这些事件的报告率相对相似。然而,门静脉血栓形成的发生率为百万分之44.9,比欧洲药品管理局(EMA)在AZD1222上收集的数据高28倍。在此报告之前,美国报告并审查了20例mRNA疫苗接种后明显的继发性免疫血小板减少症。这些病例中的大多数没有预先存在的血小板减少症。调查没有确认也没有排除这些事件是由接种疫苗引发的可能性——注意到它们的发生率似乎低于或大致与人群中的背景水平相当。另一项研究分析了2020年12月13日至2021年3月16日Vigibase接种COVID-19疫苗后报告的动脉和静脉血栓病例。两种mRNA疫苗的动脉血栓性事件明显比静脉血栓性事件更常见。在AZD1222的病例中,静脉和动脉血栓形成的比例分布均匀,7例脑静脉血栓中有5例伴有血小板减少。总之,对于与COVID-19疫苗接种相关的罕见血栓性血小板减少病例,需要进行进一步的多维研究。

2021年5月27号,Vaccines杂志发表了题为“Thrombotic Thrombocytopenia after ChAdOx1 nCov-19 Vaccination: In Search of the Underlying Mechanism”的一篇综述。

文章概述了关于COVID-19疫苗接种后报告的非常罕见的血栓性血小板减少症背后的发病机制的假设,从以下几个方面展开了讨论:

(i)抗血小板因子4 (PF4)抗体的作用;

由于报道的脑静脉血栓和内脏静脉事件往往伴有血小板减少,它们类似于肝素诱导血小板减少(HIT)期间所见的临床图像。后者是给药肝素后的自身免疫性并发症,导致产生与肝素和血小板因子4 (PF4)复合物结合的致病抗体,PF4是一种由活化的血小板从α颗粒释放的细胞因子。该复合物反过来与血小板的FcRIIA相互作用,随后使血小板进入高凝状态,导致额外的PF4的释放,促进动脉和静脉血栓形成。然而,人们已经认识到,暴露于除肝素外的化合物(如聚乙烯醇膦酸)也会发生类似的机制。也有类似HIT的血栓栓塞性疾病患者的报道,他们没有使用肝素的历史,也没有可识别的病因。

最近发表的关于血栓形成和血小板减少症的病例报告是在接种AZD1222疫苗后5-24天出现的,与HIT非常相似。这些患者(其中一些患者没有使用肝素的历史)检测出PF4 -肝素复合物的抗体呈阳性,并且在不依赖肝素的PF4存在下,血小板活化检测为阳性。接种Ad26.COV2疫苗后14天血栓性血小板减少症报告显示,尽管缺乏针对PF4 -肝素复合物的抗体,但检测出了高水平的针对PF4 -聚阴离子的抗体。但是,应谨慎注意的是患者在此检测前接受了肝素治疗。这些由疫苗引起症状被统称为由疫苗引起的免疫性血栓性血小板减少症(VITT)。到目前为止,尚不清楚疫苗的哪一部分参与了产生抗体的PF4复合物。

(ii)腺病毒载体与血小板的直接相互作用;

已经证实,一些腺病毒可以利用柯萨奇病毒和腺病毒受体(CAR)来结合血小板,这代表了病毒进入血小板的第一步。复制缺陷型重组黑猩猩ChAdOx1载体(主要AZD1222疫苗的组成部分)已被证明利用CAR。但是,值得注意的是人类腺病毒26型(Ad26.COV2的主要成分)不使用CAR作为疫苗主要入侵受体。唾液酸被证明是人类26型腺病毒的初级细胞受体。众所周知,人类血小板的唾液酸含量不同,唾液酸与血小板的聚集和粘附有关,可能在血小板疾病如血小板减少症中发挥作用。此外,体外实验研究也表明,除CAR通路外, ChAdOx1还具有依赖纤维但不依赖CAR的细胞粘附机制。

因此,表达新冠S蛋白的ChAdOx1或Ad26.COV2载体与血小板的相互作用似乎是合理的,特别是因为这些疫苗每一次肌肉注射都含有5×1010病毒颗粒。此外,正如使用人类腺病毒5型和人类腺病毒3型所证明的那样,腺病毒颗粒与循环血小板的结合可激活后者并导致其聚集。活化的血小板反过来又会从α颗粒中释放PF4。因此,目前不能排除使用腺病毒载体疫苗在某些情况下会导致血液中出现腺病毒颗粒、其与血小板结合并活化后者以及随后释放PF4。然而,抗PF4抗体的出现首先需要PF4与迄今未知的疫苗成分形成复合物。值得注意的是,以前在啮齿动物、兔子和非人类灵长类动物中进行的研究表明,静脉注射腺病毒载体可导致急性血小板减少和凝血功能障碍,并在24小时内发病。同样,这些载体可以激活血小板并诱导血小板-白细胞聚集形成。腺病毒-血小板复合物是否能够自身触发自身免疫反应,特别是在存在对抗PF4的预先抗体的情况下,这个问题很有意思。

(iii)抗SARS-CoV-2刺突蛋白抗体与PF4的交叉反应;

当针对某一特定抗原的抗体成功识别其他抗原的表位时,就会发生交叉反应。例如,SARS-CoV-1感染后产生的抗核衣壳抗体可与来自骨髓基质细胞的抗炎细胞因子白细胞介素-11发生交叉反应。抗SARS-CoV-2刺突蛋白抗体和不同组织蛋白的潜在交叉反应性也被阐明,包括谷氨酰胺转移酶2和3、髓鞘碱性蛋白、线粒体、核抗原、-肌球蛋白、甲状腺过氧化物酶、胶原蛋白等。这就引出了针对刺突蛋白的抗体是否能与PF4发生交叉反应的问题。最近有人研究了抗SARS-CoV-2刺突蛋白抗体与pf4的潜在交叉反应性。刺突蛋白序列的三个基序可能与PF4共享一个免疫原性表位,但是,收集自出现血栓性血小板减少症的AZD1222疫苗接种个体的血清样本中的抗PF4抗体,与纯化的重组S蛋白未发现交叉反应。该报告令人欣慰的是,SARS-CoV-2棘突蛋白仍然是疫苗的最佳免疫靶点

然而,我们应该注意到mRNA疫苗(BNT162b2和mRNA-1273)和腺病毒载体疫苗(Ad26.COV2和AZD1222)的显著差异。前三种利用稳定的“向上”状态的受体结合域,与此相反,AZD1222使用ChAdOx1腺病毒载体编码不稳定的S蛋白融合前构象,在U2OS细胞表面大部分刺突蛋白呈融合前构象,也有低水平的融合后构象。这是否可能在体液反应中发挥任何作用和是否具有潜在的交叉反应仍有待检验。

(iv)抗腺病毒抗体与PF4的交叉反应;

据了解,现有的抗载体抗体对载体疫苗的使用有重大限制,特别是在使用重组人病毒时。例如,非洲人、美国人和欧洲人体内存在针对人类5型腺病毒中和抗体的比例分别超过65%、37%和6%。这可以通过使用免疫原性较弱的腺病毒载体如人类腺病毒26型或使用动物来源的腺病毒来部分克服。然而,这种策略并不限制抗载体抗体在接种后产生的可能性。抗ChAdOx1抗体在第一次接种AZD1222疫苗后28天内增加,并能持续稳定至少84天。这些抗体是否在观察到的VITT中起作用需要详细的研究。

(v)刺突蛋白与血小板的相互作用;

与许多其他病毒相似(如流感病毒),SARS-CoV-2可直接激活血小板并随后触发不受控制的凝血和组织损伤。这是因为它们能够大量表达宿主受体ACE2和可在S2’位点蛋白水解S蛋白的跨膜蛋白酶丝氨酸2 (TMPRSS2)蛋白。SARS-CoV-2已经显示出增强的血小板聚集反应,甚至在纯化的刺突蛋白中也出现类似的情况。此外,S蛋白在缺乏显效药时可诱导整合素αIIbβ3的激活和P-选择素的表达。这清楚地表明刺突蛋白与血小板表面的ACE2之间的相互作用足以增强促血栓形成功能。因此,这一发现引出了载体或mRNA疫苗接种后产生的S蛋白能否在血液中以自由形式分泌,并可能以类似的方式与血小板相互作用这一问题。接种载体和mRNA疫苗后,生成的S蛋白进一步降解为抗原肽,并通过主要组织相容性复合体(MHC) I途径呈递到细胞毒性T淋巴细胞,但它们也可以被释放和被树突状细胞吸收,并通过MHC II进一步传递给辅助T细胞和B细胞。因此,不能排除S蛋白的散发性逃逸及运输情况导致,还查进一步调查血液样本来确定S蛋白的含量。

(vi)刺突蛋白的血小板表达及随后的免疫反应;

不能排除由腺病毒载体引起的血小板散发感染。因为血小板表达CAR和可被腺病毒利用进入细胞的唾液酸。ChAdOx1腺病毒载体在给药部位以外的心脏、肝脏、淋巴结、卵巢和睾丸很少被发现。然而,被腺病毒载体感染的血小板不能表达S蛋白,因为它们以无核状态存在,DNA转录能力不足。相反,它能在巨核细胞中表达,血小板前体位于骨髓中,可以转录产生RNA。感染腺病毒载体和刺突蛋白的表达是否可导致免疫反应和血小板减少症需要进一步的体内研究。mRNA疫苗也可能通过内吞作用被运送到血小板,BNT162b2的S蛋白可以在短时间内在肝脏中低水平表达。因此,血小板(和巨核细胞)是否可作为COVID-19载体和/或mRNA疫苗的靶细胞,还有待研究。

(vii)其他腺病毒蛋白的血小板表达及随后的反应。

在带有腺病毒载体的巨核细胞散发感染的情况下,除了SARS-CoV-2编码的S蛋白基因外,腺病毒基因编码的蛋白是否也表达。缺乏E1和E3区域的复制缺陷型腺病毒载体,例如,ChAdOx1,仍然可以表达多种结构和非结构蛋白。然而,这种现象似乎仅局限于分泌的细胞类型,在人A549细胞中低水平,但在MRC-5细胞中缺失。也不清楚在疫苗接种后不同的腺病毒蛋白的表达是否发生或发生在些细胞类型。

基于上述讨论,PF4的病理抗体作用的证据正在建立。然而,仍然需要阐明疫苗中哪种成分可以与PF4形成复合物(由于没有亲和力,刺突蛋白似乎不太可能),以及遗传因素(例如FcRIIA多态性)是否可能在疫苗接种后导致血栓性血小板减少的免疫应答中发挥作用。与此同时,应该测试腺病毒载体和人类血小板之间的潜在相互作用,并考虑到疫苗的其他成分可能参与其中,探讨抗载体抗体与PF4交叉反应的可能性,阐明刺突蛋白与血小板的相互作用是否会导致抗血小板免疫反应。COVID-19疫苗接种后的血栓性血小板减少症可能是多因素的。阐明这些不良事件的原因对于采取预防措施和管理疫苗接种犹豫至关重要,尽管具有挑战性和耗时性。然而,需要强调的是目前报告的病例是零星的,COVID-19疫苗接种的好处远远超过其潜在风险。

 

文献链接:

Vaccines 20219(6), 559; https://doi.org/10.3390/vaccines9060559



https://blog.sciencenet.cn/blog-55647-1295756.html

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1 许培扬

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