COVID-19 疫苗的工作原理是“教”身体的免疫系统检测冠状病毒的存在，并通过产生中和它的保护性抗体做出反应，称为免疫原性。美国可用的三种 COVID-19 疫苗以其制造商的名称非正式地为人所知：Moderna、Pfizer 和 Johnson & Johnson/Janssen。Moderna 和 Pfizer 以两剂方案给药，而强生公司只需要一剂。尽管三种疫苗在剂量和递送机制上存在差异，但每种疫苗均针对最初在中国武汉分离的 COVID-19 SARS-CoV-2 毒株上的“尖峰”蛋白。

“我们想知道人们在接受每种疫苗时会产生多少抗尖峰抗体，”该研究的资深作者、MGH 病理学副主席 John Iafrate 医学博士说。为了找到答案，Iafrate 和他的同事研究了来自马萨诸塞州切尔西和 MGH 疫苗和免疫治疗中心的 215 名健康成年人的血液样本，该中心由医学博士 Mark Poznansky 领导。每个成年人至少在一周前接种了一剂或两剂疫苗。研究人员还分析了一组未接种疫苗且未感染 COVID-19 的成年人的血液样本，以及另一组未接种疫苗并从感染中恢复的成年人的血液样本。

对这些血液样本的实验室分析发现，两剂 Moderna 和 Pfizer 疫苗产生的抗体浓度大致相似，比单剂强生疫苗产生的抗体浓度高出 100 多倍。该研究还发现，从 COVID-19 感染中康复的人的抗体浓度与接受单剂 Moderna 和辉瑞（Pfizer）的人相似，比一剂强生公司产生的抗体水平高 10 倍以上。

与麻省理工学院和哈佛大学 Ragon 研究所的 Gaurav Gaiha 医学博士进行的一项单独分析发现，强生疫苗在刺激不同类型免疫细胞（称为 CD4 T 细胞）的产生方面更有效。然而，这些水平仍低于 Moderna 和辉瑞疫苗诱导的水平。

接下来，该团队与亚历杭德罗·巴拉兹 (Alejandro Balazs) 博士及其在拉根研究所 (Ragon Institute) 的实验室成员合作，研究疫苗中和已进化并传播到世界各地的 COVID-19 的三种变体（或突变版本）的能力，这些变体是名称 Beta、Delta 和 Gamma。他们发现 Beta 是最有可能逃脱免疫系统监视的变体。这向 Balazs 表明，Delta 和 Gamma 变种必须具有其他一些品质，例如快速复制的能力，这有助于它们传播。所有三种变体都使现有疫苗产生的抗体效果降低。这三种疫苗如何有效地中和于 11 月下旬发现的 Omicron 变体，目前正在调查中。

为了深入了解每种疫苗如何保护接受者免受 COVID-19 突破性病例的感染，该论文的主要作者 Vivek Naranbhai 博士、MBChB 分析了在加利福尼亚州、哥伦比亚特区和俄克拉荷马州进行的研究数据，如以及冰岛和韩国。通过合并这些发现（一种称为荟萃分析的统计方法），他们发现接种 Moderna 疫苗的人发生突破性感染的风险最低。与接种 Moderna 疫苗的成年人相比，辉瑞疫苗接种者感染 COVID-19 的可能性是后者的 1.53 倍，而那些接种强生疫苗者的可能性是后者的 2.54 倍。

“我们的数据强烈表明，与其他疫苗方案相比，强生的单剂量导致抗体反应较弱，”Iafrate 说。“这些发现肯定支持为该人群提供加强注射。” 目前，疾病控制与预防中心建议为 18 岁及以上接种过任何三种主要疫苗方案的人以及 16 岁和 17 岁的人接种过辉瑞主要疫苗的人加强免疫。