Diferenciální účinky druhé dávky vakcíny SARS-CoV-2 MRNA na imunitu T-buněk u naivních jedinců a jedinců vyléčených COVID-19

Grafický abstrakt

Zvýraznění

SARS-CoV-2 antigen-specifické CD4+ CD154+ buňky Th1 vylučují IL-2 a IFN-g

IL-2 a IFNg zprostředkované T buňkami korelují s humorální imunitou IgG proti SARS-CoV-2

Naivní subjekty dosahují vrcholu imunity po druhé dávce vakcíny

Jedinci uzdravení COVID-19-dosáhnou vrcholu imunity po první dávce vakcíny

cistanche tubulosa - zlepšení imunitního systému

Kliknutím sem zobrazíte produkty Cistanche Enhance Immunity

【Požádejte o více】 E-mail:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Autoři

Daniel Lozano-Ojalvo, Carmen Camara, Eduardo Lopez-Granados, ..., Antonio Bertoletti, Ernesto Guccione, Jordi Ochando

Korespondence

ernesto.guccione@mssm.edu (EG), jordi.ochando@mssm.edu (JO)

Stručně

Nedostatkové zásoby vakcín proti SARS-CoV-2 ovlivňují vakcinační politiku v některých zemích. Lozano-Ojalvo a kol. uvádějí, že u subjektů s předchozí expozicí SARS-CoV-2 dochází po první dávce vakcíny BNT162b2 k silným imunitním reakcím, což naznačuje, že u jedinců vyléčených z COVID-19-využívají jednotlivé očkovací režimy.

SOUHRN

Rychlý vývoj vakcín na bázi mRNA proti koronaviru těžkého akutního respiračního syndromu-2 (SARS-CoV-2) vedl k navržení zrychlených očkovacích plánů, které byly mimořádně účinné u naivních jedinců. Zatímco bylo prokázáno, že dvoudávkový imunizační režim s vakcínou BNT162b2 poskytuje 95% účinnost u naivních jedinců, účinky druhé dávky vakcíny u jedinců, kteří se dříve vyléčili z přirozené infekce SARS-CoV-2, se neprojevily. byly podrobně prozkoumány. V této studii charakterizujeme humorální a buněčnou imunitu specifickou pro vrchol SARS-CoV{11}} u naivních a dříve infikovaných jedinců během a po dvou dávkách očkování BNT162b2. Naše výsledky ukazují, že zatímco druhá dávka zvyšuje jak humorální, tak buněčnou imunitu u naivních jedinců, jedinci uzdravení COVID{15}}dosáhnou vrcholu imunity po první dávce. Tyto výsledky naznačují, že druhá dávka podle současného standardního očkovacího režimu nemusí být nutná u jedinců dříve infikovaných SARS-CoV-2.

cistanche tubulosa - zlepšení imunitního systému

ÚVOD

Vakcína BNT162b2 mRNA coronavirus disease 2019 (COVID-19) byla schválena pro nouzové použití americkým Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) a Evropskou lékovou agenturou (EMA) v prosinci 2020 (Krammer, 2020). Vakcinační strategie pro vakcínu BNT162b2 zahrnuje zrychlený dvoudávkový vakcinační režim podaný s 21denním odstupem, u kterého bylo prokázáno, že indukuje hrotově specifickou humorální a buněčnou imunitu spojenou s 95% účinností u naivních jedinců (Polack et al., 2020 ). U jedinců s předchozí expozicí SARS-CoV-2 však byla užitečnost druhé dávky zpochybněna. Zatímco robustní spike-specifické protilátky a T buňky jsou indukovány jednorázovou vakcinací u jedinců séropozitivních na SARS-CoV 2 (Krammer et al., 2021; Prendecki et al., 2021), nezdá se, že by druhá vakcinační dávka dále zvýšila špicově specifická humorální odpověď u jedinců vyléčených z COVID{21}} (Samanovic et al., 2021). Účinky druhé dávky mRNA vakcíny na spike-specifickou odpověď T buněk se právě začaly zkoumat jak u naivních jedinců, tak u jedinců preexponovaných SARS-CoV-2. Pochopení reakce T-buněk specifické pro hroty je kritické, protože ochrana před závažností onemocnění a infekcí bude pravděpodobně záviset na koordinované aktivaci jak humorální, tak buněčné větve adaptivní imunity (McMahan et al., 2021). Složitost monitorování velikosti a funkce T buněk však dosud bránila měření parametrů imunitních buněk u velkého počtu očkovaných jedinců během celého vakcinačního schématu. Abychom tento problém vyřešili, zkoumali jsme odpovědi T-buněk specifické pro spike-SARS-CoV-2 u naivních jedinců a jedinců vyléčených z COVID-19- během plné vakcinace BNT162b2 mRNA.

VÝSLEDEK

Nejprve jsme zkoumali spike-specifickou T-buněčnou odpověď spektrální průtokovou cytometrickou analýzou s použitím periferních krevních mononukleárních buněk (PBMC) stimulovaných in vitro DMSO nebo SARS CoV-2 spike peptid pool (Le Bert et al., 2021) u naivních jedinců a jedinců vyléčených z COVID-19 před a po očkování (20 dní po druhé dávce). Pozorovali jsme, že spike-specific (CD154+ ) paměťové (CD45RA CCR7 ) CD4+ T buňky produkující interferon (IFN)-ga interleukin (IL)-2 byly přítomny u COVID{ {13}} uzdravených jedinců, stejně jako u naivních jedinců 20 dní po očkování (obrázky S1A a S1B). Funkční fenotypování těchto buněk odhalilo, že spike-specifické IFN-g- a IL-2-sekretující CD4+ T buňky jsou reprezentovány hlavně T pomocnými (Th)1 (CCR6 CCR4CXCR3+) buňkami (Obrázek S1C). Dále jsme analyzovali dynamické změny funkční odpovědi T-buněk specifické pro hroty měřením množství IFN-g a IL-2 přítomných v plné krvi stimulované poolem peptidů s hroty (Le Bert et al., 2021). Na rozdíl od složitějších a podrobnějších analýz založených na průtokové cytometrii, které vyžadují větší množství krve, tento přístup vyžaduje pouze 1 ml krve, což usnadňuje více longitudinálních testů v jediném individuálním a spolehlivě kvantifikovaném SARS-CoV-2-specifické T buňky u jedinců infikovaných SARS CoV-2- (Le Bert et al., 2021) a příjemců vakcín (Kalimuddin et al., 2021). Obrázek 1 ukazuje výsledky získané u 92 jedinců s dříve dokumentovanou infekcí SARS-CoV-2 a bez ní (47 naivních; průměrný věk 39,9 let [rozmezí 20–62]; ženy 78 %) a ve 45 testech PCR/antigen -potvrzení jedinci uzdravení SARS-CoV{52}} (39 % za 6–9 měsíců po infekci, 26 % za 3–6 měsíců, 35 % za 1–3 měsíce) (průměrný věk 44,3 let [rozmezí 20–76 ], ženy 76 %) (tabulka 1), testováno ve více časových bodech (tj. před a 10 a 20 dnů po první a druhé dávce vakcíny).

cistanche tubulosa - zlepšení imunitního systému

Před vakcinací vyvolala skupina spike peptidů v plné krvi vyšší produkci IFN-g u jedinců vyléčených COVID-19-než u dosud naivních jedinců (medián před vakcinací u naivních: 1.0 pg/ml [ n=20] a v COVID-19 obnoveno: 46,9 pg/ml [n=21]) (obrázek 1A). Pozorovali jsme podobný trend ve vrcholově specifické produkci IL-2 (medián před vakcinací u naivních: 0,5 pg/ml [n=20] a COVID-19 se zotavil : 56,9 pg/ml [n {{20}}]) (obrázek 1B; tabulka 1). Vyhodnocení hrotově specifické odpovědi T-buněk 10 dní po první dávce ukazuje, že jedinci uzdravení COVID-19-nastolili silnější odpověď IFN-g a IL-2 ve srovnání s naivními subjekty (medián 10. dne po první dávka vakcíny u naivních: 109,5 pg/ml [n=20] a u COVID-19 obnovená: 547,8 pg/ml [n=21] pro IFN-g; naivní: 15,85 pg/ mL [n=16] a COVID-19 obnoveno: 76,9 pg/ml [n=21] pro IL-2) (obrázky 1A a 1B). Jednotlivci uzdravení COVID-19-si udržují imunitu T-buněk 20. den po první dávce vakcíny, zatímco odpověď na IFN-g u naivních jedinců klesá, i když to není statisticky významné (medián 20. dne po první dávce vakcíny u naivních jedinců: 52,9 pg/ml [n=23] a v COVID-19 obnoveno: 351,3 pg/ml [n=21]). Byl pozorován podobný trend v produkci hrotově specifického IL-2, i když u naivních jedinců nebyl pozorován žádný pokles (medián 20. dne po první dávce vakcíny u naivních: 127,0 pg/ml [n=22] a COVID-19 obnoveno: 223,5 pg/ml [n=20]). Tyto výsledky naznačují, že jedinci s již existující imunitou vykazují silnější a trvalejší reakci T-buněk na nárůst SARS-CoV-2 po první dávce vakcíny, což je v souladu s nedávnými výzkumy (Tauzin et al., 2021; Painter a kol., 2021).

Dále jsme studovali účinky druhé dávky vakcíny. Odběr vzorků v den 10 po druhé dávce potvrdil příznivé účinky stažené vakcíny u naivních jedinců, kteří zvýšili své IFN-g a IL-2 (medián 1. dne0 po druhé vakcíně naivní dávka: 211,8 pg/ml [n=20] pro IFN-g a 187.0 pg/ml [n=16] pro IL-2). Naopak, jedinci vyléčení COVID-19-nezvýšili produkci IFN-g nebo IL-2 10. den po druhé dávce vakcíny (medián 10. dne po druhé dávce vakcíny u COVIDu{{17} } obnoveno: 212,0 pg/ml [n=21] pro IFN-g a 148,5 pg/ml [n=18] pro IL-2). Tato zjištění naznačují, že zatímco naivní jedinci po druhé dávce vakcíny významně zvyšují svou imunitu proti spike proteinu SARS-CoV-2, nezdá se, že by jedinci uzdravení COVID{28}}neměli prospěch ze standardního režimu pro COVID -19 očkování. Je zajímavé, že jsme pozorovali, že zatímco sekrece IFN-g u jedinců s uzdraveným COVID{31}} klesá 20. den po druhé dávce, hladiny IL-2 se nesníží (medián 20. dne po první dávce vakcíny u naivních jedinců : 87,0 pg/ml [n=23] au COVID- 19 obnoveno: 136,1 pg/ml [n=23] pro IFN-g; naivní: 121,5 pg/ml [n {{ 45}}] a COVID-19 obnoveny: 86,4 pg/ml [n=23] pro IL-2), což naznačuje, že sekrece IL{51}} pomocí spike-specifických Th1 buněk může představovat lepší biomarker pro měření T buněčné imunity u očkovaných jedinců (obrázky 1A a 1B; tabulka 1). Naše analýza humorální odpovědi ukazuje podobný trend při měření hladin specifického imunoglobulinu (Ig)G SARS-CoV{58}}, což ukazuje, že naivní jedinci dosahují významných koncentrací protilátek IgG po druhé dávce vakcíny (obrázek 1C) . To naznačuje, že ochrany je dosaženo po standardním dvoudávkovém režimu očkování proti COVID-19 u naivních jedinců, v souladu s nedávnou zprávou (Ebinger et al., 2021). Naopak, jedinci zotavení z COVID{64}}dosáhnou vrcholu odpovědi 10. den po první dávce, což je v souladu s buněčnou odpovědí zobrazenou na obrázcích 1A a 1B. Pozorovali jsme také lepší korelaci mezi IL-2 a IgG ve srovnání s IFN-g a IgG (obrázek S2), což podporuje potenciální použití IL-2 jako biomarkeru buněčné imunity.

Obrázek 1. Vývoj humorální a buněčné imunity po vakcinaci BNT162b2 (A a B) Kvantifikace produkce IFN-g (A) a IL-2 (B) u naivních jedinců a jedinců vyléčených z COVID-19 (před očkování [před], 10 a 20 dní po první dávce vakcíny [10 a 20] a 10 a 20 dní po druhé dávce vakcíny [30 a 40]) po celonoční stimulaci celé krev s pooly peptidů SARS-CoV-2. Hladiny koncentrace IFN-g a IL-2 byly stanoveny pomocí ELLA single plex kazet (n=92 jedinců; 47 naivních a 45 COVID{22}} zotavených). (C) Kinetika sérových hladin specifických pro SARS-CoV-2 u naivních jedinců a jedinců vyléčených z COVID{26}} měřená pomocí ACCESS SARS-CoV-2 CLIA. Pro stanovení IgG, IFN-g a IL-2 byla použita metoda skupinových průměrů k porovnání časových bodů před léčbou a po léčbě a také mezi časovými body po léčbě. Všechny jednotlivé časové body byly měřeny pomocí technických triplikátů. Pro každý z markerů byl proveden dvouvzorkový t-test za předpokladu nepárových populací pro předléčbu a po léčbě, zvlášť pro kohorty vyléčené COVID-19 a naivní kohorty. P-hodnota pro testovou statistiku byla nastavena na hladinu významnosti 0,05 a pro vícenásobné opravy testování byla použita metoda Benjamini-Hochberg (BH).

Tabulka 1. Charakteristika studijní kohorty

DISKUSE

Z našich studií humorální a buněčné spike-specifické imunity u příjemců vakcíny BNT162b2 mRNA COVID-19 jsme dospěli k závěru, že jedna dávka vakcíny vyvolává tvorbu specifických protilátek a imunitní odpověď T buněk u naivních a COVID-19 uzdravení jednotlivci, v souladu s nedávno publikovanými údaji (Prendecki et al., 2021; Tauzin et al., 2021). U naivních subjektů je odpověď T buněk zesílena ve spojení s hladinami IgG specifických pro hrot po druhé dávce. Naopak, druhá dávka vakcíny nezvyšuje spike-specifickou T buněčnou odpověď u jedinců s již existující imunitou proti SARS-CoV-2 a další důkaz, že jednorázová vakcína je dostatečná k vyvolání ochranné imunity u COVID-19-uzdravení jednotlivci (Reynolds et al., 2021). Celkově naše data podporují očkovací schéma stanovené v klinických studiích s rychlým podáním druhé dávky u jedinců bez předchozí expozice SARS-CoV-2 (Kadire et al., 2021), ale naznačují, že u jedinců s pre- existující imunitu proti SARS-CoV-2 druhá dávka vakcíny nemusí být nutná. Podélné hodnocení humorální a buněčné imunity, zejména u naivních jedinců se sníženou odpovědí na mRNA SARS-CoV-2 BNT162b2 (Grupper et al., 2021), může také ospravedlnit potřebu třetí očkovací dávky k posílení imunitní odpověď u imunosuprimovaných jedinců (Kamar et al., 2021). V současné době je nedostatek dávek k očkování velké části populace a orgány veřejného zdraví navrhují prioritní očkovací strategie podle věku, komorbidit a kritérií hodnocení rizik. Současná data podporují podání jedné dávky vakcíny u osob uzdravených z COVID-19-.

cistanche tubulosa - zlepšení imunitního systému

HVĚZDA+METODY

Podrobné metody jsou uvedeny v online verzi tohoto dokumentu a zahrnují následující:

TABULKA KLÍČOVÝCH ZDROJŮ

DOSTUPNOST ZDROJŮ

B Vedoucí kontakt B Dostupnost materiálů B Dostupnost dat a kódu

EXPERIMENTÁLNÍ MODEL A PODROBNOSTI PŘEDMĚTU

PODROBNOSTI METOD

B SARS-CoV-2 Soubory peptidů B Kultivace z plné krve se SARS-CoV-2 soubory peptidů B Kvantifikace a analýza cytokinů B Kvantifikace Spike-specifického IgG B Průtoková cytometrie d KVANTIFIKACE A STATISTICKÁ ANALÝZA

DOPLŇUJÍCÍ INFORMACE

Doplňující informace lze nalézt online na https://doi.org/10.1016/j. celrep.2021.109570.

PODĚKOVÁNÍ

Oceňujeme technický přínos Daniela Arroya Sa´ncheze, Jany Barandy, Sary Baztan-Morales, Marı´a Castillo de la Osa, Alejandra Comins Boo, Carmen del A´lamo Mayo, Sergia Gil-Mansa, Sandry Gonzalez Beatriz; Hatem, Juan Irure-Ventura, Iria Miguens, Sara Mun˜ oz Martinez, Monica Pereira, Catarina Rodrigues-Guerreiro, Mercedes Rodriguez-Garcia a David San Segundo. Rádi bychom také poděkovali společnosti Beckman Coulter za darování vybavení potřebného pro stanovení hrotově specifických IgG protilátek. Výzkum uvedený v této publikaci byl částečně podporován Národním onkologickým ústavem NIH (5R01HD102614-02; R01CA249204 a R01CA248984) a počátečním fondem ISMMS pro EG Autoři vděčně oceňují využití služeb a zařízení Tisch Cancer Institute podporovaný grantem podpory NCI Cancer Center (P30 CA196521). MS byl podpořen grantem na školení NCI (T32CA078207). Tato práce byla podpořena počátečním fondem ISMMS JO; Instituto de Salud Carlos III (COV20- 00668) do RCR; Instituto de Salud Carlos III, španělské ministerstvo vědy a inovací (výzkumná výzva COVID{18}} COV20/00181) spolufinancované Evropským rozvojovým regionálním fondem „Cesta k dosažení Evropy“ do EP; Instituto de Salud Carlos III, Španělsko (COV20/00170); vláda Kantábrie, Španělsko (2020UIC22-PUB-0019) MLH; Instituto de Salud Carlos III (PI16CIII/00012) na PP; Fondo Social Europeo e Iniciativa de Empleo Juvenil YEI (Grant PEJ2018-004557-A) MPE; a REDInREN 016/ 009/009 ISCIII. Tento projekt byl financován z výzkumných a inovačních programů Evropské unie Horizont 2020 VACCELERATE a INSTRUCT na základě grantových dohod 101037867 a 860003.

cistanche výhody-posilují imunitní systém

REFERENCE

Ebinger, JE, Fert-Bober, J., Printsev, I., Wu, M., Sun, N., Prostko, JC, Frias, EC, Stewart, JL, Van Eyk, JE, Braun, JG, a kol. (2021). Protilátkové odpovědi na vakcínu mRNA BNT162b2 u jedinců dříve infikovaných SARS CoV-2. Nat. Med. 27, 981-984.

Grifoni, A., Sidney, J., Zhang, Y., Scheuermann, RH, Peters, B., and Sette, A. (2020). Sekvenční homologie a bioinformatický přístup mohou předpovídat kandidátní cíle pro imunitní reakce na SARS-CoV-2. Cell Host Microbe 27, 671–680.e2.

Grupper, A., Rabinowich, L., Schwartz, D., Schwartz, IF, Ben-Yehoyada, M., Shashar, M., Katchman, E., Halperin, T., Turner, D., Goykhman, Y. , a kol. (2021). Snížená humorální odpověď na vakcínu mRNA SARS-CoV-2 BNT162b2 u příjemců transplantované ledviny bez předchozí expozice viru. Dopoledne. J. Transplant. Publikováno online 18. dubna 2021. https://doi.org/10.1111/ajt.16615.

Kadire, SR, Wachter, RM a Lurie, N. (2021). Odložená druhá dávka oproti standardnímu režimu očkování proti COVID-19. N. Engl. J. Med. 384, e28.

Kalimuddin, S., Tham, CY, Qui, M., de Alwis, R., Sim, JX, Lim, JM, Tan, HC, Syenina, A., Zhang, SL, Le Bert, N., a kol. (2021). Časné reakce T buněk a vazebných protilátek jsou spojeny s nástupem účinnosti RNA vakcíny COVID-19. Med (NY) 2, 682-688.e4.

Kamar, N., Abravanel, F., Marion, O., Couat, C., Izopet, J., and Del Bello, A. (2021). Tři dávky vakcíny mRNA COVID-19 u příjemců transplantátu solidních orgánů. N. Engl. J. Med. Publikováno online 23. června 2021. https://doi.org/10. 1056/NEJMc2108861.

Krammer, F. (2020). Vakcíny proti SARS-CoV-2 ve vývoji. Příroda 586, 516–527.

Krammer, F., Srivastava, K., Alshammary, H., Amoako, AA, Awawda, MH, Beach, KF, Bermu´ dez-Gonza´ lez, MC, Bielak, DA, Carren˜ o, JM, Chernet, RL , a kol. (2021). Protilátkové odpovědi u séropozitivních osob po jedné dávce vakcíny SARS-CoV-2 mRNA. N. Engl. J. Med. 384, 1372–1374.

Le Bert, N., Clapham, HE, Tan, AT, Chia, WN, Tham, CYL, Lim, JM, Kunasegaran, K., Tan, LWL, Dutertre, CA, Shankar, N. a kol. (2021). Vysoce funkční virově specifická buněčná imunitní odpověď u asymptomatické infekce SARS CoV-2. J. Exp. Med. 218, e20202617.

McMahan, K., Yu, J., Mercado, NB, Loos, C., Tostanoski, LH, Chandrashekar, A., Liu, J., Peter, L., Atyeo, C., Zhu, A., et al . (2021). Koreláty ochrany proti SARS-CoV-2 u makaků rhesus. Příroda 590, 630–634.

Painter, MM, Mathew, D., Goel, RR, Apostolidis, SA, Pattekar, A., Kuthuru, O., Baxter, AE, Herati, RS, Oldridge, DA, Gouma, S., et al. (2021). Rychlá indukce antigen-specifických CD4+ T lymfocytů vede koordinované humorální a buněčné imunitní reakce na SARS-CoV-2 mRNA vakcinaci. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2021.04.21.440862.

Polack, FP, Thomas, SJ, Kitchin, N., Absalon, J., Gurtman, A., Lockhart, S., Perez, JL, Perez Marc, G., Moreira, ED, Zerbini, C., et al.; C4591001 Skupina klinických studií (2020). Bezpečnost a účinnost vakcíny BNT162b2 mRNA Covid-19. N. Engl. J. Med. 383, 2603–2615.

Prendecki, M., Clarke, C., Brown, J., Cox, A., Gleeson, S., Guckian, M., Randell, P., Pria, AD, Lightstone, L., Xu, XN, et al . (2021). Vliv předchozí infekce SARS-CoV-2 na humorální a T-buněčné odpovědi na jednorázovou vakcínu BNT162b2. Lancet 397, 1178–1181.

Reynolds, CJ, Pade, C., Gibbons, JM, Butler, DK, Otter, AD, Menacho, K., Fontana, M., Smit, A., Sackville-West, JE, Cutino-Moguel, T., et al.; UK COVIDsortium Immune Correlates Network; Britští vyšetřovatelé COVIDsortium (2021). Předchozí infekce SARS-CoV-2 zachraňuje reakce B a T buněk na varianty po první dávce vakcíny. Science, Publikováno online 30. dubna 2021. https://doi. org/10.1126/science.abh1282.

Samanovic, MI, Cornelius, AR, Wilson, JP, Karmacharya, T., Gray-Gaillard, SL, Allen, JR, Hyman, SW, Moritz, G., Ali, M., Koralov, SB, et al. (2021). Špatné antigenně specifické reakce na druhou dávku vakcíny BNT162b2 mRNA u jedinců již prodělali SARS-CoV-2-. medRxiv. https://doi.org/10. 1101/2021.02.07.21251311.

Tauzin, A., Nayrac, M., Benlarbi, M., Gong, SY, Gasser, R., Beaudoin-Bussieres, G., Brassard, N., Laumaea, A., Vezina, D., Prevost, J. , a kol. (2021). Jediná dávka BNT162b2 mRNA vyvolá protilátky s Fc-zprostředkovanými efektorovými funkcemi a zesílí již existující humorální a T-buněčné reakce. bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2021.03.18.435972.