如何增强疫苗接种的效果和持续时间

如何提高疫苗接种效力,同时延长疫苗接种效果?根据美国疾病预防控制中心(CDC)公布的数据,截至2021年4月26号,美国有9 500万人接种了全剂量疫苗。在这些接种疫苗的人群中,报告有9 245人再次感染新冠病毒,称之为突破感染(breakthrough infections),其中835人住院,死亡132人。

图1 美国CDC公布接种新冠疫苗后的突破感染数据(截至2021年4月26日)

对于突破感染的合理解释是,接种疫苗没有产生足够高的抗体水平,或是抗体消失得太快。总之,疫苗接种后,没有达到预期的效力,没有实现应有的抵抗病毒入侵的作用。

那么问题来了,应该如何提高疫苗接种的效力呢?在这里给大家提供两个证据,虽然这两个证据不是针对新冠病毒疫苗,而是针对流感疫苗的,但这两个证据可能有助于提高疫苗接种效力、延长接种效果,同时这些方法也是我们努力可以做到的。

图2

第一个研究是有氧运动可以增强流感疫苗的抗体保护力。该研究发表于《美国老年医学会杂志》,研究比较了两组人群,一组接受10个月的心肺功能训练,例如跑步、椭圆机、爬楼梯、蹬单车等(有氧训练组),另一组接受拉伸训练,例如力量训练、平衡训练(对照组)。

图3 与拉伸训练相比,经过10个月的心肺功能训练,增强了接种流感疫苗的保护作用

经过10个月后,他们对接种流感疫苗的整体反应怎样呢?图3就展示了他们之间的差别。其中,白色柱状图代表拉伸训练组,黑色的柱状图代表有氧训练组。可以看到,对于A型流感(H1N1)的预防,有氧训练组的抗体保护水平超过对照组1倍以上。H3N2也是提高了超过30%的水平,前两个都有显著性差异。由此我们可以看到,经过10个月的有氧训练可以显著提高疫苗接种后的有效抗体水平。

研究方法

这项研究共纳入160个静止不运动的老年人,随机分成两组,其中144人(90%)完成了10个月的训练,依从性较高。两组人群在基线上匹配,一组接受有氧训练,包括快走、单车、椭圆机、爬楼梯等,强度达到60%~70%的最大摄氧量,相当于中等强度运动量。另一组接受拉伸或平衡训练,包括滚轮、弹力带等。他们从开始时的每天15分钟训练,延长到每天45分钟,每周训练三次。在训练4个月以后,开始接种三价流感疫苗(H1N1、H3N2、B型流感疫苗)。接种疫苗6个月后评估抗体水平。

研究人员对两组人群的血清抗体进行稀释,稀释比例达到1:40以上抗体还存在表示有保护作用,比较两组达到该抗体水平的人群比例。最后发现,有氧训练组达到该保护阈值以上的人群比例,超过对照组1倍以上,因此得出有氧运动可以显著提高疫苗接种后的抗体保护效果。

图4 两组人群训练前后的心血管和身体成分变化

除此之外,与对照组相比,有氧训练组的身体脂肪比例在训练后显著降低了,同时平均心率、收缩压和代谢水平也显著降低了(图4)。也就是说,有氧训练不单单提高了疫苗的保护作用,同时心肺功能、脂肪成分等也得到了显著的改善。

图5

第二个研究是动物实验(图5)。该研究将成年小鼠随机分成两组,一组关在放有滚轮的笼子里,小鼠可以自愿地在滚轮上跑圈锻炼(跑圈组)。另一组关在普通饲养环境下的笼子里(对照组)。两组小鼠在第一天接种破伤风疫苗,在第26天时又加强接种一针,检测它们的抗体水平。

图6 跑圈小鼠接种破伤风疫苗后的特异性抗体水平显著高于对照组小鼠

结果发现,在22天验血时破伤风抗体水平较低,但在第26天加强接种后,抗体反应水平增高,两组出现了显著性差异,跑圈组小鼠产生的抗破伤风的特异性抗体显著高于对照组。

图7 跑圈小鼠接种疫苗后再给予特异性IgG抗体,注射的IgG抗体在体内存留时间显著延长

进一步研究发现,在第32天时向两组小鼠体内打入一针同位素标记的特异性IgG抗体,结果跑圈组小鼠体内IgG抗体的滞留时间和水平远远高于对照组(图7)。由此得出,有氧运动(跑圈)的小鼠在接种疫苗后,体内抗体水平显著提高,并且特异性抗体在血液中的存留时间和水平也高于对照组。

结论和启示

  • 中等强度的有氧运动,可显著增强疫苗产生抗体的效力,与非有氧运动的人群相比,抗体达标人群比例增加30%~100%;

  • 10个月的有氧训练,可改善心肺功能、降低舒张压、降低静息心率、增加代谢水平、降低脂肪;

  • 动物实验显示,接种疫苗后,有氧运动可显著提升小鼠的特异抗体产生,同时有氧运动可显著延缓特异性抗体的破坏或清除,让特异性抗体在体内存留时间延长。

  • 因此,有氧运动是目前唯一有证据显示可增加疫苗保护效力,延长疫苗保护效果的方法,是没有严重不良事件的辅助手段,是安全有效的疫苗增效剂。

  • 以上研究证据显示,有氧运动对没有运动习惯的老年人都有显著增效效果,更何况对年轻、运动的朋友们,无论是疫苗接种前、接种中、以及加强接种后,有氧运动都有增效、延效的作用。

今天跟大家分享的两个研究都显示了,有氧运动可以提高疫苗接种后的抗体水平,可以增强免疫接种效果。同时,有氧运动还可以延长特异性抗体在血液中的存留时间,增加抗体效价或浓度,起到增效和延效的作用。

科学的运动不会造成损伤,没有严重的不良反应,同时它还对我们的心肺功能,对整个机体都有增强作用。现在疫情期间有很多朋友已经接种疫苗,或者计划接种疫苗,建议大家一起运动起来,特别是有氧运动,来增加疫苗接种后的效果,增强抗体的保护作用,延长保护效果,更好地预防病毒感染。

需要开展增强新冠疫苗效力的研究,降低病毒突破风险。

参考文献:
1.Woods JA, Keylock KT, Lowder T, et al. Cardiovascular Exercise Training Extends Influenza Vaccine Seroprotection in Sedentary Older Adults: The Immune Function Intervention Trial[J].Journal of the American Geriatrics Society,2009,57(12):2183-2191.
2.Suzuki K, Tagami K. Voluntary wheel-running exercise enhances antigen-specific antibody-producing splenic B cell response and prolongs IgG half-life in the blood[J]. European Journal of Applied Physiology,2005,94:514-519.

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