11月下旬，南非卫生官员报告称，一种以前未知的SARS-CoV-2变种正在全国迅速传播。这种变体被世界卫生组织命名为Omicron，很快就被证明比Delta的传染性强得多，Delta是此前导致大多数COVID-19感染的变体。《Cell》杂志论文的高级作者Alejandro Balazs博士说:“人们迫切地想知道目前的疫苗是否能预防Omicron的感染。”
Alejandro Balazs博士在Ragon研究所的实验室正在研究如何制造对抗传染病的免疫系统。
为了找到答案，Balazs与一个团队合作，其中包括《Cell》论文的第一作者Wilfredo F. Garcia-Beltran医学博士。
第一步是构建一个无害的版本“假病毒（pseudovirus）”，可用于实验室评估三种COVID-19疫苗的有效性。
三种COVID-19疫苗包括两剂辉瑞和Moderna注射液以及一剂强生疫苗。Balazs和同事创造的假病毒模仿了Omicron的行为，该病毒的“刺突”蛋白上有34个突变，这些突变在2019年12月首次报道的SARS-Cov-2的原始株上没有发现。科学家们认为，这些突变可能是Omicron病毒在全球迅速传播的部分原因。
接下来，Garcia-Beltran与MGH的同事，包括血液学-肿瘤学研究员Vivek Naranbhai医学博士从已经完全接种了三种COVID-19疫苗之一的239人身上获取血液样本。研究对象包括马萨诸塞州布里格姆将军医疗系统的员工和马萨诸塞州切尔西的居民，这是一个COVID-19感染率高的社区。
Garcia-Beltran说:“对我们来说，研究中有一个多样化的人群代表是很重要的。”根据美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and prevention，简称CDC)的建议，这组患者中有70名男性和女性，他们接受了辉瑞(pfizer)或Moderna疫苗的第三剂增强剂。
血液样本被用来衡量每种疫苗诱导产生保护性免疫的有效性，这种免疫以抗体的形式产生，以对抗欧米克隆伪病毒、Delta病毒和野生型病毒，结果是惊人的。
Balazs说:“当我们使用从最近接种了两剂mRNA疫苗或一剂强生疫苗的人身上提取的样本时，我们发现Omicron变种假病毒的中和作用非常小。但接受了三剂mRNA疫苗的个体对Omicron变种有非常显著的中和作用。”
目前还不清楚为什么信使RNA增强剂能显著提高对Omicron的免疫保护，但Garcia-Beltran说，一种可能性是，额外的剂量产生的抗体与刺突蛋白结合得更紧密，提高了它们的效力。此外，加强剂量可能会产生针对刺突蛋白区域的抗体，而刺突蛋白是所有形式的SARS-CoV-2所共有的。加西亚-贝尔特兰说，这两种理论可能都是正确的。
Balazs指出，三剂量mRNA疫苗方案——即传统的两剂量和辉瑞或Moderna疫苗的增效剂——对Omicron的中和抗体水平略低于对COVID-19野生型毒株或Delta变种的中和抗体水平。但这项研究的结果强烈支持美国疾病控制与预防中心的建议，即COVID-19加强注射适用于16岁及以上的任何人。
Wilfredo F. Garcia-Beltran, Kerri J. St. Denis, Angelique Hoelzemer, Evan C. Lam, Adam D. Nitido, Maegan L. Sheehan, Cristhian Berrios, Onosereme Ofoman, Christina C. Chang, Blake M. Hauser, Jared Feldman, Alex L. Roederer, David J. Gregory, Mark C. poznansky, Aaron G. Schmidt, A. John Iafrate, Vivek Naranbhai, Alejandro B. Balazs. mRNA-based COVID-19 vaccine boosters induce neutralizing immunity against SARS-CoV-2 Omicron variant. Cell, 2022; DOI: 10.1016/j.cell.2021.12.033