Ученые дали описание появлению антител и иммунитета после прививки от коронавируса

Код здоровья 5 нояб. 2021 г.

Введение

Пандемия SARS-CoV-2 привела к более чем 210 миллионам случаев заболевания во всем мире и более чем четырем миллионам смертей. Первое число недооценивается из-за недостаточного охвата тестированием в ряде стран и по меньшей мере в 30% случаев инфекция SARS-CoV-2 протекает бессимптомно. Поэтому реальное бремя инфекции неизвестно, и это влияет на реализацию стратегий общественного здравоохранения по сдерживанию распространения и ограничению последствий. Меры сдерживания, основанные на физических барьерах, социальном дистанцировании и различных степенях "изоляции", эффективны, но не могут поддерживаться в течение длительного времени из-за необходимости оказания экономической и социальной помощи.

Лучший способ остановить или сократить эти меры - охватить вакцинацией большую часть населения. Несколько вакцин COVID-19, изготовленных различными методами, были доступны в рекордно короткие сроки благодаря предыдущему опыту работы с аналогичными вирусами. Вакцины на основе мРНК стали доступны с декабря прошлого года, и тогда начались кампании массовой вакцинации.

Серологические анализы на вирусспецифический ответ антител обычно используются для установления иммунологического ответа на вакцины и установления коррелятов защиты. Хотя официальные рекомендации по политике не включают тестирование на антитела в рамках программ вакцинации, серологический надзор был включен в несколько экспериментальных установок, и многие исследования уже установили степень и масштабы реакции антител после введения вакцин с мРНК.

Мы стремились (оригинал исследования на английском языке по ссылке) установить полезность недавно разработанных иммуноанализов для количественного определения реакции антител IgG на домен связывания рецептора SARS-CoV-2 (анти-RBD) в прогнозировании сильного нейтрализующего ответа антител на вакцину на основе мРНК.

Материалы и методы

Изучаемая популяция

В наше исследование были включены две группы.
В первую вошли 120 медицинских работников (HCW) из Национального института инфекционных заболеваний, которым были введены две дозы вакцины против мРНК BNT162b2 COVID-19 (Comirnaty) с интервалом в три недели с декабря по февраль 2021 года (V).

Эти субъекты были протестированы на связывание и нейтрализацию реакции антител во время первой дозы (T0), непосредственно перед второй дозой вакцины (T1) и через две недели после второй дозы вакцины (T2). Из них 90 были чисты (не инфицированны) по отношению к SARS-CoV-2 (NA), в то время как у 30 была предыдущая инфекция SARS-CoV-2 (PI) с легкими симптомами или без них.

Вторая группа, выбранная для сравнения, включала 94 пациента, выздоровевших от естественной инфекции SARS-CoV-2 (N), образцы сыворотки которых были получены между 67 и 295 днями после появления симптомов.

Тестирование на антитела к SARS-CoV-2

Уровни связывания IgG с RBD SARS-CoV-2 были определены с помощью автоматизированного хемилюминесцентного иммуноанализа (количественный анализ IgG II к SARS-CoV-2, Abbott Laboratories, Висбаден, Германия). Результаты выражены в произвольных единицах на миллилитр (AU/мл) в линейном диапазоне, охватывающем от 50 (порог положительности) до 40 000, расширенном до 80 000 с помощью автоматического разбавления.

Линейность анализа во всем этом диапазоне была подтверждена независимой оценкой. После выпуска стандарта ВОЗ для антител, связывающих SARS-CoV-2 [11], стал доступен коэффициент преобразования от Abbott AU (1 BAU/мл = 0,142 × AU/мл), и результаты, полученные в этом исследовании, были выражены в BAU/мл.

Результаты

Характеристики населения

Группа V (первая группа) это 120 (80 женщин и 40 мужчин) со средним возрастом 47,1± 11,8 лет (медиана: 48; диапазон: 23-71; без существенной разницы между полами). Из них 90 (59 женщин и 31 мужчина) были чисты (не заражены) по отношению к SARS-CoV-2 , а 30 (21 женщина и 9 мужчин) были ранее инфицированы.

В группу N (вторая группа) вошли 94 взрослых испытуемых (27 женщин и 67 мужчин) со средним возрастом 56,0±12,9 лет (медиана: 55,5; диапазон: 20-86; существенной разницы между полами нет).

Все пациенты в группе N (вторая группа) были положительными на антитела со средними уровнями 525 BAU/мл (диапазон: 15 - 7566 BAU/мл).

Сравнение уровней Анти-RBD у вакцинированных или естественно инфицированных людей

Уровни антител после естественной инфекции или вакцинации показаны на рисунке 1. Неинфицированные - невакцинированные лица были включены в качестве отрицательной контрольной группы.

Figure 1:
Distribution anti-SARS-CoV-2 IgG receptor binding domain (RBD) levels (Log10 BAU/mL) in natural infection (N) and after vaccination.
Horizontal lines in depicted jittered populations represent the median, whiskers the 25th and 75th percentile. Significant p-values are indicated over the brackets. The horizontal dotted line indicates the positivity cutoff value (7.1 BAU/mL). Vertical dotted lines divide negative and naturally infected from vaccinated individuals, and among the latter those who were naïve to the infection (NA) from those with a previous infection (PI). Only individuals with paired results available are shown in the NA and PI groups. T0 = before the first dose of Comirnaty vaccine; T1 = three weeks after the first dose of Comirnaty vaccine; T2 = two weeks after the second dose of Comirnaty vaccine. At the baseline (T0) health care workers that experienced previous SARS-CoV-2 infection with mild or no symptoms were represented by pink dots. n = number of patients tested. Seventeen samples from non infected-non vaccinated subjects naïve to SARS-CoV-2 infection have been included in the figure. — Распределение уровней домена связывания рецепторов IgG против SARS-CoV-2 (RBD) (Log10 BAU/мл) при естественной инфекции (N) и после вакцинации.

Группа N показала высокий уровень антител (медиана: 525, значения 236 – 1036). У ранее инфицированных субъектов однократная доза вакцины с мРНК вызывала значительное, 77-кратное увеличение титра антител (медиана 37, значения 22 – 102, против медиана 2850 значения 1535 – 4047).

В группе NA антитела достигли среднего уровня 127 (значения 68 – 279) после однократной дозы, с дальнейшим 19-кратным увеличением после двух доз (медиана 2422 значения 1895 – 3621).

Ссылки

Оригинал статьи:
Predicting the protective humoral response to a SARS-CoV-2 mRNA vaccine

1. Johns Hopkins University and Medicine. COVID-19 Dashboard by the Center for Systems Science and Engineering (CSSE) at Johns Hopkins University (JHU) [Internet]. Available from: https://coronavirus.jhu.edu/map.html [Cited 21 Aug 2021]. Search in Google Scholar

2. Oran, DP, Topol, EJ. The proportion of SARS-CoV-2 infections that are asymptomatic. Ann Intern Med 2021;174:655–62. https://doi.org/10.7326/m20-6976. Search in Google Scholar

3. Islam, N, Sharp, SJ, Chowell, G, Shabnam, S, Kawachi, I, Lacey, B, et al.. Physical distancing interventions and incidence of coronavirus disease 2019: natural experiment in 149 countries. BMJ 2020:m2743. https://doi.org/10.1136/bmj.m2743. Search in Google Scholar

4. Hodgson, SH, Mansatta, K, Mallett, G, Harris, V, Emary, KRW, Pollard, AJ. What defines an efficacious COVID-19 vaccine? A review of the challenges assessing the clinical efficacy of vaccines against SARS-CoV-2. Lancet Infect Dis 2021;21:e26–35. https://doi.org/10.1016/s1473-3099(20)30773-8. Search in Google Scholar

5. Corey, L, Mascola, JR, Fauci, AS, Collins, FS. A strategic approach to COVID-19 vaccine R&D. Science 2020;368:948–50. https://doi.org/10.1126/science.abc5312. Search in Google Scholar

6. Zimmermann, P, Ritz, N, Perrett, KP, Messina, NL, van der Klis, FRM, Curtis, N. Correlation of vaccine responses. Front Immunol 2021;12. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.646677. Search in Google Scholar

7. Narasimhan, M, Mahimainathan, L, Araj, E, Clark, AE, Markantonis, J, Green, A, et al.. Clinical evaluation of the Abbott Alinity SARS-CoV-2 spike-specific quantitative IgG and IgM assays among infected, recovered, and vaccinated groups. J Clin Microbiol 2021;59:e0038821. https://doi.org/10.1128/jcm.00388-21. Search in Google Scholar

8. Grupel, D, Gazit, S, Schreiber, L, Nadler, V, Wolf, T, Lazar, R, et al.. Kinetics of SARS-CoV-2 anti-S IgG after BNT162b2 vaccination. Vaccine 2021;39:5337–40. https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.08.025. Search in Google Scholar

9. Ebinger, JE, Fert-Bober, J, Printsev, I, Wu, M, Sun, N, Figueiredo, JC, et al.. Prior COVID-19 infection and antibody response to single versus double dose mRNA SARS-CoV-2 vaccination. medRxiv 2021 [Internet]. Available from: http://medrxiv.org/content/early/2021/02/26/2021.02.23.21252230.abstract. Search in Google Scholar

10. Fergie, J, Srivastava, A. Immunity to SARS-CoV-2: lessons learned. Front Immunol 2021;12. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.654165. Search in Google Scholar

11. WHO. First WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin; 2021 [Internet]. Available from: https://www.who.int/groups/expertcommittee-on-biological-standardization [Cited 28 Apr 2021]. Search in Google Scholar

12. Meschi, S, Colavita, F, Bordi, L, Matusali, G, Lapa, D, Amendola, A, et al.. Performance evaluation of Abbott ARCHITECT SARS-CoV-2 IgG immunoassay in comparison with indirect immunofluorescence and virus microneutralization test. J Clin Virol 2020;129:104539. https://doi.org/10.1016/j.jcv.2020.104539. Search in Google Scholar

13. Matusali, G, Colavita, F, Lapa, D, Meschi, S, Bordi, L, Piselli, P, et al.. SARS-CoV-2 serum neutralization assay: a traditional tool for a brand-new virus. Viruses 2021:13. https://doi.org/10.3390/v13040655. Search in Google Scholar

14. Goldberg, Y, Mandel, M, Woodbridge, Y, Fluss, R, Novikov, I, Yaari, R, et al.. Protection of previous SARS-CoV-2 infection is similar to that of BNT162b2 vaccine protection: a three-month nationwide experience from Israel. medRxiv 2021 [Internet]. Available from: http://medrxiv.org/content/early/2021/04/24/2021.04.20.21255670.abstract. Search in Google Scholar

15. Earle, KA, Ambrosino, DM, Fiore-Gartland, A, Goldblatt, D, Gilbert, PB, Siber, GR, et al.. Evidence for antibody as a protective correlate for COVID-19 vaccines. Vaccine 2021;39:4423–8 https://doi.org/10.1016/j.vaccine.2021.05.063. Search in Google Scholar

16. Lumley, SF, Rodger, G, Constantinides, B, Sanderson, N, Chau, KK, Street, TL, et al.. An observational cohort study on the incidence of SARS-CoV-2 infection and B.1.1.7 variant infection in healthcare workers by antibody and vaccination status medRxiv 2021 [Internet]. Available from: http://medrxiv.org/content/early/2021/03/12/2021.03.09.21253218.abstract. Search in Google Scholar

17. Khoury, DS, Cromer, D, Reynaldi, A, Schlub, TE, Wheatley, AK, Juno, JA, et al.. Neutralizing antibody levels are highly predictive of immune protection from symptomatic SARS-CoV-2 infection. Nat Med 2021;27:1205–11. https://doi.org/10.1038/s41591-021-01377-8. Search in Google Scholar

18. Andreano, E, Nicastri, E, Paciello, I, Pileri, P, Manganaro, N, Piccini, G, et al.. Extremely potent human monoclonal antibodies from COVID-19 convalescent patients. Cell 2021;184:1821–35.e16. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.02.035. Search in Google Scholar

19. Prendecki, M, Clarke, C, Brown, J, Cox, A, Gleeson, S, Guckian, M, et al.. Effect of previous SARS-CoV-2 infection on humoral and T-cell responses to single-dose BNT162b2 vaccine. Lancet (London, England) 2021;397:1178–81. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(21)00502-x. Search in Google Scholar

20. Krammer, F, Srivastava, K, Simon, V. Robust spike antibody responses and increased reactogenicity in seropositive individuals after a single dose of SARS-CoV-2 mRNA vaccine medRxiv 2021 [Internet]. Available from: http://medrxiv.org/content/early/2021/02/01/2021.01.29.21250653.abstract. Search in Google Scholar

21. Manisty, C, Otter, AD, Treibel, TA, McKnight, Á, Altmann, DM, Brooks, T, et al.. Antibody response to first BNT162b2 dose in previously SARS-CoV-2-infected individuals. Lancet 2021;397:1057–8. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(21)00501-8. Search in Google Scholar

22. Cotugno, N, Ruggiero, A, Bonfante, F, Petrara, MR, Zicari, S, Pascucci, GR, et al.. Virological and immunological features of SARS-CoV-2-infected children who develop neutralizing antibodies. Cell Rep 2021;34:108852. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.108852. Search in Google Scholar

23. Greaney, AJ, Loes, AN, Gentles, LE, Crawford, KHD, Starr, TN, Malone, KD, et al.. The SARS-CoV-2 mRNA-1273 vaccine elicits more RBD-focused neutralization, but with broader antibody binding within the RBD. bioRxiv 2021 [Internet]. Available from: http://biorxiv.org/content/early/2021/04/14/2021.04.14.439844.abstract. Search in Google Scholar

24. Goel, RR, Apostolidis, SA, Painter, MM, Mathew, D, Pattekar, A, Kuthuru, O, et al.. Longitudinal analysis reveals distinct antibody and memory B cell responses in SARS-CoV2 naïve and recovered individuals following mRNA vaccination medRxiv 2021 [Internet]. Available from: http://medrxiv.org/content/early/2021/03/06/2021.03.03.21252872.abstract. Search in Google Scholar

25. Chi, X, Yan, R, Zhang, J, Zhang, G, Zhang, Y, Hao, M, et al.. A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the Spike protein of SARS-CoV-2. Science 2020;369:650–5. https://doi.org/10.1126/science.abc6952. Search in Google Scholar

26. Yoshida, S, Ono, C, Hayashi, H, Fukumoto, S, Shiraishi, S, Tomono, K, et al.. SARS-CoV-2-induced humoral immunity through B cell epitope analysis in COVID-19 infected individuals. Sci Rep 2021;11:5934. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85202-9. Search in Google Scholar

27. McCallum, M, De Marco, A, Lempp, FA, Tortorici, MA, Pinto, D, Walls, AC, et al.. N-terminal domain antigenic mapping reveals a site of vulnerability for SARS-CoV-2. Cell 2021;184:2332–47.e16. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.028. Search in Google Scholar

28. Suryadevara, N, Shrihari, S, Gilchuk, P, VanBlargan, LA, Binshtein, E, Zost, SJ, et al.. Neutralizing and protective human monoclonal antibodies recognizing the N-terminal domain of the SARS-CoV-2 spike protein. Cell 2021;184:2316–31.e15. https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.03.029. Search in Google Scholar

29. Pellini, R, Venuti, A, Pimpinelli, F, Abril, E, Blandino, G, Campo, F, et al.. Early onset of SARS-COV-2 antibodies after first dose of BNT162b2: correlation with age, gender and BMI. Vaccines 2021;9:685. https://doi.org/10.3390/vaccines9070685. Search in Google Scholar

30. Focosi, D, Maggi, F, Mazzetti, P, Pistello, M. Viral infection neutralization tests: a focus on severe acute respiratory syndrome‐coronavirus‐2 with implications for convalescent plasma therapy. Rev Med Virol 2021;31: e2170. https://doi.org/10.1002/rmv.2170. Search in Google Scholar

31. Bewley, KR, Coombes, NS, Gagnon, L, McInroy, L, Baker, N, Shaik, I, et al.. Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by wild-type plaque reduction neutralization, microneutralization and pseudotyped virus neutralization assays. Nat Protoc 2021;16:3114–40. https://doi.org/10.1038/s41596-021-00536-y. Search in Google Scholar

32. Kristiansen, PA, Page, M, Bernasconi, V, Mattiuzzo, G, Dull, P, Makar, K, et al.. WHO International Standard for anti-SARS-CoV-2 immunoglobulin. Lancet 2021;397:1347–8. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(21)00527-4. Search in Google Scholar

33. Rogliani, P, Chetta, A, Cazzola, M, Calzetta, L. SARS-CoV-2 neutralizing antibodies: a network meta-analysis across vaccines. Vaccines 2021;9:227. https://doi.org/10.3390/vaccines9030227. Search in Google Scholar

34. Havlin, J, Svorcova, M, Dvorackova, E, Lastovicka, J, Lischke, R, Kalina, T, et al.. Immunogenicity of BNT162b2 mRNA COVID-19 vaccine and SARS-CoV-2 infection in lung transplant recipients. J Heart Lung Transplant 2021;40:754–8. https://doi.org/10.1016/j.healun.2021.05.004. Search in Google Scholar

35. Geisen, UM, Berner, DK, Tran, F, Sümbül, M, Vullriede, L, Ciripoi, M, et al.. Immunogenicity and safety of anti-SARS-CoV-2 mRNA vaccines in patients with chronic inflammatory conditions and immunosuppressive therapy in a monocentric cohort. Ann Rheum Dis 2021. https://doi.org/10.1136/annrheumdis-2021-220272. Search in Google Scholar