衰老是影響新冠疫苗效果的一個關(guān)鍵風(fēng)險因素。雖然疫苗效力的下降可以廣泛地歸因于免疫衰老的影響，但導(dǎo)致老年人疫苗應(yīng)答不足的分子機制仍然知之甚少。中國于2021年7月開始對60歲以上的老年人進行全面疫苗接種。據(jù)報道，滅活病毒疫苗在18-59歲的人群中具有足夠的免疫防護，同時觀察到，在老年人中可以誘導(dǎo)中和抗體的產(chǎn)生。

然而，尚未有系統(tǒng)地評估老年人對新冠滅活病毒疫苗的綜合免疫反應(yīng)，特別是T細胞反應(yīng)。因此，迫切需要解析老年人對疫苗免疫反應(yīng)，尤其是特異性T細胞和中和抗體免疫應(yīng)答不足的機制。

2023年3月14日，由暨南大學(xué)陳國兵教授、羅鈞洪教授，梁曉峰教授，王鵬程副教授領(lǐng)銜、多單位科研團隊合作于 Nature Aging 期刊發(fā)表了題為：Insufficient epitope-specific T cell clones are responsible for impaired cellular immunity to inactivated SARS-CoV-2 vaccine in older adults 的研究論文。

該工作以年輕和老年滅活疫苗接種隊列的外周免疫細胞為研究對象，通過新冠病毒抗原特異性TCR免疫組學(xué)和人工智能機器學(xué)習(xí)分析，闡明了老年人接種新冠病毒滅活疫苗后免疫功能變化的分子機制，即老年人體內(nèi)抗原特異性候選T細胞克隆的不足導(dǎo)致了老年人抗新冠病毒免疫的慢速應(yīng)答。

該研究招募了121名年輕志愿者（18-30歲）和48名老年志愿者（60-85歲），分別在4個時間點收集外周靜脈血：接種前、第1次接種后14天、第2次接種后7天和50天，檢測中和抗體和細胞免疫水平，以評估新冠病毒滅活疫苗接種后的免疫保護作用。同時，建立了人工抗原遞呈系統(tǒng)，全面篩選了新冠病毒野生型和包括omicron在內(nèi)的13種變異株中的所有CD8 T細胞優(yōu)勢表位，快速制備了基于抗原表位肽的熒光標(biāo)記pMHC四聚體用于標(biāo)記抗原表位特異性CD8 T細胞。分選了疫苗接種前后外周血中CD4 T、CD8 T和B細胞分別進行RNA-seq，以研究不同年齡人群對疫苗接種后的免疫應(yīng)答差異的分子機制。同時分選抗原特異性CD8 T細胞，進行單細胞RNA-seq和配對TCR-seq檢測，建立了抗原表位特異性TCR組庫。最后，通過高通量測序研究疫苗接種前后的免疫細胞受體（BCR和TCR）組庫，特別是新冠病毒抗原特異性TCR組庫的大小和多樣性，研究年輕和年老在疫苗接種前后免疫應(yīng)答差異及老年人免疫應(yīng)答不足的精準(zhǔn)機制。

研究結(jié)果表明，121個新冠特異性CD8 T細胞抗原表位，其中13個T細胞抗原表位在變異株中突變后導(dǎo)致T細胞免疫反應(yīng)下降?？贵w方面，老年人在50天后可以達到年輕人抗體水平的67%，而細胞免疫只達到33%，且老年人疫苗接種后的細胞免疫對新冠病毒突變株的保護效率更低。

為了全面了解疫苗接種后年輕和年老受試者之間抗體產(chǎn)生和細胞免疫反應(yīng)差異背后的潛在機制，轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析顯示，抗原遞呈信號減弱可能是老年人對疫苗免疫應(yīng)答不佳的主要原因。免疫細胞受體組庫研究發(fā)現(xiàn)BCR和TCR數(shù)目大小和多樣性的減少導(dǎo)致了老年受試者疫苗接種后應(yīng)答不佳。

最后研究者使用人工智能機器學(xué)習(xí)算法來評估接種前后年輕和年老供體的 CD8 TCR 庫的SARS-CoV-2 表位特異性，發(fā)現(xiàn)新冠病毒特異性CD8 T細胞的候選克隆數(shù)目在老年受試者中明顯低于年輕人，且在疫苗接種后的活化擴增能力明顯低于年輕人。

總體而言，該研究是目前為止針對老年人對新冠滅活疫苗免疫應(yīng)答表現(xiàn)及其機制研究的最全面和深入的系統(tǒng)研究，并且提供了直接的直觀證據(jù)顯示，老年人體內(nèi)表位特異性T細胞候選克隆數(shù)目低下是老年人疫苗接種后表現(xiàn)不佳的主要原因。

該研究受科技部國家重點研發(fā)計劃“主動健康與老齡化科技應(yīng)對”重點專項，國家自然科學(xué)基金委，重大研究計劃培育項目和廣州國家實驗室項目等經(jīng)費支持。暨南大學(xué)博士生肖潺潺、博士后任之堯、博士生張蓓、博士生茅立鵬、廣州市老年醫(yī)院朱國棟教授為共同第一作者。暨南大學(xué)陳國兵教授、羅鈞洪教授、梁曉峰教授，王鵬程副教授為共同通訊作者。暨南大學(xué)是論文的第一完成單位。