解释某些新冠疫苗罕见且危险的副作用

2021 年 2 月，欧洲首批新冠疫苗推出后不久，维也纳医科大学的血液学家萨宾·艾辛格（Sabine Eichinger）就遇到了一例令人不安的病例：一位 49 岁的护士在接种阿斯利康疫苗后出现了异常血栓和无法控制的出血。这名女子最终去世，艾辛格对此案始终耿耿于怀。疫苗似乎是她出现这些症状的唯一合理解释，艾辛格担心这会对疫苗的未来产生怎样的影响。“我几乎彻夜难眠，”她说。艾辛格甚至亲自参与了患者的尸检，希望能找到其他解释。

当这种方法无效时，她求助于格赖夫斯瓦尔德大学的血液学家安德烈亚斯·格雷纳赫。格雷纳赫数十年来一直在研究一种罕见的、与此症状极为相似的现象，这种现象常见于接受血液稀释剂肝素治疗的患者。这种疾病是由针对 PF4（一种参与血液凝固的蛋白质）的抗体引起的。几天之内，格雷纳赫的实验室就证实，艾辛格的病人体内也存在这些抗体。

这种被称为疫苗诱导免疫性血小板减少症和血栓形成（VITT）的综合征很快在欧洲阿斯利康疫苗接种者中出现 ，在美国强生公司（J&J）生产的类似新冠疫苗接种者中也出现了类似病例。他们体内同样存在 PF4 抗体。这种疾病最终被证实较为罕见——大约每 20 万接种者中就有一例——但艾辛格的担忧最终还是成为了现实。许多欧洲国家将阿斯利康疫苗的使用限制在老年人群体，因为他们是新冠肺炎死亡风险最高的人群，或者干脆完全停止了该疫苗的使用。在美国，由于阿斯利康疫苗从未获得批准，强生公司的疫苗最终也被弃用。

经过多年的研究，格雷纳赫的团队和其他两个团队终于找到了导致疫苗诱导性 T 细胞毒性（VITT）的原因。这两种疫苗都使用腺病毒将新冠病毒刺突蛋白的基因导入人体细胞。 在今天发表于 《新英格兰医学杂志》的一篇论文中，科学家们揭示了腺病毒蛋白如何触发具有特定遗传背景和抗体生成 B 细胞特定突变的人群产生“异常”抗体。这些异常抗体并非靶向病毒蛋白，而是与 PF4 结合，从而引发一系列危险的连锁反应。

“这是一项杰出的研究成果，”资深疫苗研发人员、宾夕法尼亚大学荣誉教授斯坦利·普洛特金 (Stanley Plotkin) 表示。“这是突破性的成果，”杜克大学血液学家高塔迈·阿雷帕利 (Gowthamai Arepally) 说。尽管目前两种新冠疫苗都已退出市场，其他疫苗领域只能依靠基于其他技术的疫苗，但一种基于腺病毒的埃博拉疫苗已经上市，针对许多其他疾病的类似疫苗也正在研发中。新的数据表明，这些疫苗也可能引起疫苗诱导性毒性（VITT），但通过对腺病毒进行改良，或许可以提高其安全性。

过去几年中，一些线索帮助研究人员解开了这个谜团。其中一条线索来自弗林德斯大学的免疫学家王晶晶（Jing Jing Wang）和汤姆·戈登（Tom Gordon）及其同事，他们在 2022 年发现所有 VITT 患者都拥有几乎相同的抗 PF4 抗体。另一条线索来自麦克马斯特大学的血液学家西奥多·沃肯廷（Theodore Warkentin）及其同事，他们发现少数病例是由自然发生的腺病毒感染引起的，这些患者也出现了类似 VITT 的症状。这些患者同样拥有这种特征性抗体 。格雷纳赫（Greinacher）表示，这表明罪魁祸首可能是腺病毒中的某种物质。

研究人员利用质谱技术，仔细分析了 21 名 VITT 患者体内抗 PF4 抗体的氨基酸序列。所有抗体都存在一个关键的相似之处：在抗体轻链的第 31 位氨基酸上，它们都携带谷氨酸或天冬氨酸，这两种氨基酸都带负电荷。但从患者其他细胞中提取的基因序列显示，该位置本应是带正电荷的赖氨酸。研究人员由此得出结论，这种氨基酸的转换仅发生在产生异常抗体的特定 B 细胞中。

所有 VITT 患者都恰好携带轻链基因变异，这些变异在第 50 位氨基酸残基上已经包含一个带负电荷的氨基酸。再加上第 31 位氨基酸残基的改变，导致产生的抗体带有极强的负电荷，能够轻易地与带强正电荷的 PF4 蛋白结合。多个抗体与 PF4 蛋白形成的复合物会激活血小板——血液凝固的关键细胞碎片。激活的血小板会释放更多的 PF4，从而引发连锁反应，最终导致危险的血栓形成（见下图）。此外，该过程还会消耗体内储存的血小板，导致无法控制的出血。

为了进一步证实这种关联，科学家们证明，从两名患者体内提取的抗 PF4 抗体的实验室合成版本可以在小鼠体内诱发类似 VITT 的症状。为了验证第 31 位氨基酸的替换是否真的是导致该疾病的关键，他们合成了一种“修正”版本，用赖氨酸取代了谷氨酸。所得抗体仍然能够与 PF4 结合，但结合率大大降低，并且在小鼠体内引起的血栓也显著减少。

研究人员还确定了这种错误免疫反应的触发因素。他们发现重组 VITT 抗体与一种名为蛋白 VII（pVII）的腺病毒蛋白结合。进一步的研究确定了该蛋白的关键片段，该片段由 15 个氨基酸组成，抗体就附着在该片段上。该片段形成一种称为α螺旋的结构——与 PF4 中的一种结构相似。

综合所有线索，研究人员推测，患上疫苗诱导性甲状腺功能减退症（VITT）的患者此前曾感染过腺病毒，这使得他们的 B 细胞能够识别 pVII。疫苗随后激活了这些细胞，启动了一个突变过程，产生新的抗体变体。在少数人中，这个过程产生了一种带有带负电荷氨基酸的“不幸”变体——最终导致了 VITT。

“我确信，”威斯康星医学院的免疫学家王德民说。“这是一项非常精妙的工作。”

据欧洲药品管理局称，欧洲已报告约 900 例疫苗诱导的结核病（VITT）病例，这些病例均与接种阿斯利康或强生疫苗有关，其中 200 例死亡。尽管阿斯利康疫苗在全球已接种超过 30 亿剂（据估计，这些疫苗挽救了数百万人的生命），但世界其他地区的数据仍然很少。阿根廷报告了两例疫苗诱导的结核病病例，这些病例均与接种俄罗斯新冠疫苗“卫星 V”（Sputnik V）有关，该疫苗也含有腺病毒。目前尚未发现与中国康希诺生物公司生产的腺病毒疫苗相关的病例。

目前尚不清楚这种综合征在欧洲以外地区是否更为罕见，或者是否存在漏诊病例。在世界大部分地区，40%至 60%的人口具有易患 VITT 的遗传背景，但在东亚，这一比例仅为 20%。此外，其他因素也可能导致这些罕见病例的发生。

这项新发现或许有助于消除人们对腺病毒疫苗可能存在疫苗诱导毒性（VITT）风险的担忧。例如，两种已获批准的埃博拉疫苗之一就使用了与强生公司新冠疫苗相同的腺病毒。腺病毒疫苗生产成本低廉，且无需低温储存，因此易于分发。目前，腺病毒疫苗也正在研发用于预防流感、疟疾、脑膜炎、结核病以及尼帕病毒等新发传染病。

“腺病毒载体在研发针对暴发病原体的新型疫苗以及疫苗利润潜力较低的疾病疫苗方面发挥着重要作用，”牛津大学疫苗学家莎拉·吉尔伯特（Sarah Gilbert）说道，她曾参与阿斯利康疫苗的研发。她表示，这项新研究有望提高这些新型疫苗的安全性。吉尔伯特指出，虽然不太可能直接从病毒中去除 pVII，但科学家或许能够设计出与 PF4 结构相似度较低的版本。“验证这种方法仍需大量工作，但前进的方向似乎更加清晰了。”