Reakce T-buněk po očkování proti COVID-19 BNT162b2 je zachována proti SARS-CoV-2 Omicron B.1.1.529 Variant Of Concern

Kontakt:joanna.jia@wecistanche.com/ WhatsApp: 008618081934791

Abstraktní

Progresepandemická nemoc COVID-19vedl ke vzniku variant vyvolávajících obavy (VOC), které mohou ohrozit účinnost aktuálně podávaných vakcín. Antigenní drift může potenciálně způsobit snížení ochranné T buněčné imunity a následně závažnější projevy onemocnění. K posouzení této možnosti se použijí odpovědi T buněk na divoký typ Wuhan{1}} SARS-CoV-2 rodového spike proteinu aOmicron B.1.1.529spike protein byly porovnány. V souladu s tím byly mononukleární buňky periferní krve (PBMC) odebrány osmi zdravým dobrovolníkům 4–5 měsíců po třetí vakcinaci BNT162b2 a stimulovány překrývajícími se peptidovými knihovnami představujícími špičku buď předků, neboOmicronSARS-CoV-2virusvarianty. Kvantifikace specifických T buněk byla provedena fluorescenčním testem ELISPOT, který sledoval buňky vylučující interferon-gama (IFNg), interleukin-10 (IL-10) a interleukin-4 (IL{ {4}}). U všech zkoumaných jedinců byly stanoveny srovnatelné úrovně reaktivity k oběma formám spike proteinu. Navíc byla pozorována dominantní Th1 odpověď, projevující se hlavně buňkami sekretujícími IFNg a pouze omezeným počtem buněk sekretujících IL-10- a IL{8}}. Data demonstrují stabilní aktivitu T buněk v reakci na vznikající variantu Omicron u testovaných jedinců; proto není protektivní imunita vůči variantě po vakcinaci BNT162b2 významně ovlivněna.

Klíčová slova: SARS-CoV-2; COVID-19;Omicron; Odpovědi T buněk;ELISPOT; FluoroSpot; varianty obav

1Katedra biochemie a molekulární genetiky, Izraelský institut pro biologický výzkum, Ness-Ziona 74100, Izrael; hilac@iibr.gov.il (HC); shaharr@iibr.gov.il (SR); urie@iibr.gov.il (EU);galb@iibr.gov.il (GB)

2 Sheba Medical Center, Infectious Disease Unit, Ramat Gan 5262112, Izrael; Itsik.Levy@sheba.health.gov.il

3 Sackler Medical School, Tel Aviv University, Tel Aviv 6997801, Izrael

1. Úvod

Omicron B.1.1.529je v současnosti převládající variantou zájmu (VOC) mezi nově vznikajícímiSARS-CoV-2varianty[1]. Varianta Omicron byla poprvé popsána v listopadu 2021 a od té doby se rychle šíří po celém světě [1,2]. Nese 26–32 mutací v spike proteinu ve srovnání se sekvencí Wuhan-1 SARS-CoV-2 [1], přičemž mnoho z těchto mutací se nachází v doméně vázající receptor (RBD). Jak bylo prokázáno u jiných VOC [3], mutace v neutralizačních místech spike proteinu oslabují neutralizační potenciál protilátek a následně mohou vést ke zvýšenému imunologickému úniku. Tento aspekt má obrovské důsledky pro veřejné zdraví, vezmeme-li v úvahu masivní celosvětově probíhající očkovací kampaně založené na antigenní specifitě primordiálního kmene SARS-CoV-2.

sistanchprosilná imunita

K dnešnímu dni nejsou přesné koreláty ochrany proti SARS-CoV-2 plně definovány. Je jasné, že neutralizační protilátková odpověď je nezbytná pro blokování připojení viru a jeho vstupu do hostitelských buněk a že T buňky hrají ústřední roli při snižování šíření viru v hostiteli, čímž zmírňují závažnost manifestace onemocnění [4]. V souladu s tím se u několika nově vznikajících VOC ukázalo, že nižší neutralizační protilátková odpověď korelovala s nižší účinností vakcíny a vyššími úrovněmi infekcí průlomových imunitou [4,5]. Vzhledem k kinetice titru protilátek po vakcinaci a jejich potenciálnímu poklesu pod neutralizační úrovně je nezbytné zachovat ochranné paměťové odpovědi T buněk, u kterých se očekává, že budou vykazovat významnou dlouhověkost [6–8]. Imunitní únik z humorální odpovědi je většinou důsledkem specifických mutací daného antigenu, ke kterým dochází v konvergentním mikroevolučním procesu, a proto postihují stejně odlišné jedince. Naopak reakce T buněk má odlišný charakter a zřetelně ovlivňuje různé jedince v důsledku polymorfismu HLA; proto je méně pravděpodobné, že jedinečné mutace v imunodominantních epitopech ovlivní T buněčné odpovědi globálně. Oslabení imunity T buněk proti VOC může nastat jako důsledek antigenního driftu, který vede k nahromaděným mutacím, které jsou základem imunity [9].

Odpovědi T buněk mohou poskytnout ochranu před SARS-CoV-2 i v nepřítomnosti protilátkové odpovědi [10]. Konkrétně vysoké hladiny buněk sekretujících IFNg, které reagují na antigenní stimulaci spike proteinem SARS-CoV-2, korelovaly s méně závažnými projevy onemocnění COVID- 19 [10]. Monitorování odpovědi T buněk je experimentálně náročnější než kvantifikace humorálních odpovědí, což vyžaduje dostupnost životaschopných buněk, které reagují na stimulaci antigenem. Většina studií charakterizovala odpovědi T lymfocytů zvýšením aktivací indukovaných markerů (AIM) a intracelulárním barvením cytokinů, monitorovaných průtokovou cytometrií a testy ELISPOT [11]. V této studii jsme stanovili úroveň reaktivity T buněk v reakci na nárůst předků Wuhan{10}} SARS-CoV-2 a nárůst varianty Omicron B.1.1.529 u zdravých jedinců imunizovaných BNT162b2 vakcína. Studie odhalila podobnou, dominantní Th1 odpověď na obě verze spike proteinu, což naznačuje, že stabilní T buněčná imunita je udržována proti aktuálně převládající variantě Omicron.

2. Materiály a metody

2.1. Izolace PBMC

Krev byla odebrána 8 zdravým jedincům během 4-5 měsíců po jejich třetí vakcíně BNT162b2. Krev byla odebrána do sodno-heparinových zkumavek (vacutainer, BD, Franklin Lakes, NJ, USA) a zpracována do 2 hodin od odběru. Mononukleární buňky periferní krve (PBMC) byly izolovány sedimentací v hustotním gradientu za použití Ficoll-Paque (Sigma-Aldrich, Rehovot, Izrael) podle protokolu výrobce. Buňky byly poté jednou promyty v PBS a okamžitě zpracovány pro test ELISPOT.

costanche

2.2. ELISPOT test

Tříbarevný fluorescenční test ELISPOT (FluoroSpot) byl proveden s přísným dodržováním protokolu výrobce (Human IFN-y/IL-4/IL-10 Three-Color Fluo-root, ImmunoSpot, Cleveland, OH , USA) byly PBMC resuspendovány v CTL-Test médiu bez FCS (ImmunoSpot) a naneseny na 96jamkové PVDF membránové destičky v množství 3 x 105 buněk/jamku. Buňky byly buď ponechány nestimulované, stimulovány spike proteinem SARS-CoV-2 překrývajícím peptidovou knihovnu nebo stimulovány 5ug/ml fytohemaglutininu (PHA) (Sigma-Aldrich, Rehovot, Izrael) jako pozitivní kontrola. Komerčně dostupné peptidové pooly (15-merní sekvence s překrytím 11 aminokyselin) pokrývající celou délku Wuhanského-1 SARS-CoV{{20}} (divokého typu) nebo Omicron B.1.1.529 variantní hrot (peptides & elephants GmbH, Hennigsdorf, Německo) byly použity pro stimulaci PBMC. Peptidové pooly byly rozpuštěny v DMSO a použity v konečné koncentraci 200 ug/ml (06 ug/ml na peptid); Konečná koncentrace DMSO byla pod 0,1 procenta. Rozložení desky je znázorněno na doplňkovém obrázku S1. PBMC byly stimulovány po dobu 48 hodin a frekvence buněk vylučujících cytokiny byla kvantifikována pomocí čtečky ImmunoSpot S6 Ultimate s filtry 520,600 a 690nm, aby bylo možné vypočítat buňky exprimující IFNg, IL-10 a IL{{37} }, resp. Data byla analyzována pomocí softwaru ImmunoSpot verze 7.0.30.2 (ImmunoSpot). Pozitivní body překrývající se 520nm a 600 nebo 690nm filtry byly považovány za potenciální artefakty a vyloučeny. Analýza statistické významnosti dat byla provedena Studentovým t-testem.

3. Výsledky a diskuse

Buněčná imunita je klíčová v prevenci závažného onemocnění COVID-19. V současné studii, která zahrnovala osm zdravých jedinců (označovaných jako dárci), očkovaných v Izraeli třikrát vakcínou mRNA BNT162b2, jsme se snažili určit a porovnat úroveň a typ odpovědi T buněk buď na Wuhan{{3}. } špička SARS-CoV-2 nebo varianta Omicron B.1.1.529. Dárci byli ve věku 20–52 let (průměr 27,1) a zahrnovali tři muže a pět žen. U žádného z dárců nebyla zdokumentována žádná historie COVID{13}}; navíc s ohledem na přesnou epidemiologickou registraci obvyklou v Izraeli je nepředstavitelné, že byli dříve infikováni. PBMC odebrané od dárců byly stimulovány směsí 315 peptidů, každý o délce 15 aminokyselin, pokrývající celý vrcholový protein. Studie zkoumala jak typ, tak úroveň odpovědi, jak bylo určeno počtem buněk sekretujících cytokiny ve fluorescenčním testu ELISPOT.

Po antigenní stimulaci peptidy odvozenými z hrotů byla u všech vyšetřovaných jedinců pozorována převládající odpověď IFNg v rozmezí od 50 do 400 secernujících buněk na 106 PBMC a nižší odpověď IL-10 v rozmezí od 15 do 82 buněk na 106 PBMC (obrázek 1 a obrázek S1). Experimentální uspořádání zahrnovalo 48hodinový krok stimulace antigenem, aby se umožnila manifestace reaktivity klonů T buněk exprimujících IL{11}}, potenciálně přítomných ve vzorcích; nicméně byly stanoveny téměř nedetekovatelné úrovně reaktivity IL{12}} v souladu s předchozími údaji týkajícími se odpovědí vyvolaných vakcínami BNT162b2 a m1273 [2,4,8–13]. Srovnání průměrné odezvy na divoký typ a hrot Omikronu (obrázek 2) ukázalo pouze mírný nevýznamný pokles z 201 buněk vylučujících IFNg po aktivaci hrotem divokého typu na 188 buněk odpovídajících na hrot Omikronu. Kromě toho nebyly pozorovány žádné významné rozdíly mezi odpověďmi měřenými na základě buněk sekretujících IL-10- a IL{27}}.

cistanche tcm

Pokud jde o indukci IFNg u každého testovaného jedince (obrázek 1), v jednom případě (dárce 2) byla pozorována statisticky významná preferenční aktivace spike peptidy předků, v jiném případě (dárce 5) byla přednostní aktivace vykazována v reakci na špička Omicron. Je třeba poznamenat, že nebyly zaznamenány žádné významné rozdíly pro kvantifikaci buněk vylučujících IL-10- a IL-4-. Odpověď IFNg byla vyšší než odpověď IL-10, přičemž průměrný poměr odpovědi IFNg/IL-10 byl 4,9, což ukazuje na dominantní odpověď Th1 bez významné odpovědi Th2. Esenciálnost T buněk pro ochranu proti COVID{11}} je dobře zdokumentována [2,4,10]; proto je nanejvýš důležité potvrzení reaktivity T buněk vůči vznikajícím VOC. Vzhledem k tomu, že jsou identifikovány nově se objevující VOC, představuje zachování dlouhodobé ochranné imunity očkovaných jedinců prioritu veřejného zdraví. Bylo navrženo, že v případě několika VOC vykazovali rekonvalescentní a očkovaní jedinci určitý únik z humorální imunity, zatímco byla odhalena normální neohrožená reaktivita T buněk [5,14].

výhody pouštní cistanche

V této studii jsme analýzou odpovědi u jedinců po třech vakcínách BNT162b2 ukázali dominantní Th1 odpověď na spike protein varianty Omicron, která koreluje s protektivní imunitou [6]. Odpovědi T buněk na ancestrální i omikronové varianty byly na odpovídajících úrovních (obrázek 2), v souladu s několika nedávnými zprávami [2,12,13]. Vzhledem k tomu, že naše data ukazují srovnatelné úrovně odezvy na ancestrální i Omikronové špičky, je rozumné odhadnout, že složení CD4 a CD8 kompartmentu T buněk zůstává stabilní pro reakci na obě varianty. Přidaná hodnota třetí vakcinace pro dosažení neutralizace protilátek Omicron byla již dříve prokázána [15] a budoucí studie se budou rovněž zabývat významem podání třetí vakcíny pro udržení odpovědí T buněk. Kromě toho se očekává, že další studie budou sledovat další frakce populace, zejména starší lidi s vysokým rizikem rozvoje těžkých forem COVID-19.

Reference

1 Pulliam, JRC; van Schalkwyk, C.; Governer, N.; von Gottberg, A.; Cohen, C.; Groome, MJ; Dushoff, J.; Mlisana, K.; Moultrie, H. Zvýšené riziko reinfekce SARS-CoV-2 spojené se vznikem varianty Omicron v Jižní Africe. medRxiv 2021. [CrossRef]

2. Keeton, R.; Tincho, MB; Ngomti, A.; Baguma, R.; Bend, N.; Suzuki, A.; Khan, K.; Cele, S.; Bernstein, M.; Karim, F.; a kol. Reakce T-buněk vyvolané špičkou SARS-CoV-2 po očkování nebo infekci zůstávají silné vůči Omicron. medRxiv 2021. [CrossRef]

3. Liu, C.; Ginn, HM; Dejnirattisai, W.; Supasa, P.; Wang, B.; Tuekprakhon, A.; Nutella, R.; Zhou, D.; Mentzer, AJ; Zhao, Y.; a kol. Snížená neutralizace SARS-CoV-2 B.1.617 vakcínou a rekonvalescentním sérem. Buňka 2021, 184, 4220–4236.e13. [CrossRef] [PubMed]

4. Čevik, M.; Grubaugh, ND; Iwasaki, A.; Vakcíny Openshaw, P. COVID-19: Udržet krok s variantami SARS-CoV-2. Cell 2021, 184, 5077–5081. [CrossRef] [PubMed]

5. Kustin, T.; Harel, N.; Finkel, U.; Perchik, S.; Harari, S.; Tahor, M.; Caspi, I.; Levy, R.; Leshchinsky, M.; Dror, SK; a kol. Důkazy o zvýšené míře průlomu variant SARS-CoV-2 vzbuzujících obavy u jedinců očkovaných BNT162b2-mRNA. Nat. Med. 2021, 27, 1379–1384. [CrossRef] [PubMed]

6. Altmann, DM; Reynolds, CJ; Boyton, RJ SARS-CoV-2 varianty: Subverze protilátkové odpovědi a předpokládaný dopad na rozpoznávání T buněk. Cell Rep. Med. 2021, 2, 100286. [CrossRef] [PubMed]

7. Baraniuk, C. Jak dlouho trvá imunita na covid-19? BMJ 2021, 373, n1605. [CrossRef] [PubMed]

8. Reynolds, CJ; Gibbons, JM; Pade, C.; Lin, K.-M.; Sandoval, DM; Pieper, F.; Butler, DK; Liu, S.; Vydra, AD; Joy, G.; a kol. Heterologní infekce a očkování formují imunitu proti variantám SARS-CoV-2. Sci. 2022, 375, 183–192. [CrossRef] [PubMed]

9. Altmann, DM; Boyton, RJ; Beale, R. Imunita vůči SARS-CoV-2 variantám znepokojení. Věda 2021, 371, 1103–1104. [CrossRef] [PubMed]

10. No, JY; Jeong, HW; Kim, JH; Shin, E.-C. Strategie zaměřené na T buňky pro kontrolu pandemie COVID-19. Nat. Rev. Immunol. 2021, 21, 687–688. [CrossRef] [PubMed]

11. Ogbe, A.; Kronsteiner, B.; Skelly, DT; Pace, M.; Brown, A.; Adland, E.; Adair, K.; Akhter, HD; Ali, M.; Ali, S.-E.; a kol. Testy T buněk odlišují klinické a subklinické infekce SARS-CoV-2 od zkříženě reaktivních antivirových odpovědí. Nat. Commun. 2021, 12, 1–14. [CrossRef] [PubMed]

12. GeurtsvanKessel, CH; Geers, D.; Schmitz, KS; Mykytyn, AZ; Lamers, MM; Bogers, S.; Gommers, L.; Sablerolles, RSG; Nieuwkoop, NN; Rijsbergen, LC; a kol. Divergentní reakce T- a B-buněk specifické pro SARS CoV-2 u příjemců vakcíny COVID-19. medRxiv 2021. [CrossRef]

13. Naranbhai, V.; Nathan, A.; Kaseke, C.; Berrios, C.; Khatri, A.; Choi, S.; Getz, MA; Tano-Menka, R.; Forman, O.; Gayton, A.; a kol. Reaktivita T buněk na variantu SARS-CoV-2 Omicron je zachována u většiny, ale ne u všech dříve infikovaných a očkovaných jedinců. medRxiv 2022. [CrossRef]

14. Geers, D.; Shamier, MC; Bogers, S.; den Hartog, GD; Gommers, L.; Nieuwkoop, NN; Schmitz, KS; Rijsbergen, LC; van Osch, JAT; Dijkhuizen, E.; a kol. Varianty SARS-CoV-2 u zotavujících se dárců a příjemců vakcíny částečně unikají humorálním, ale nikoli T-buněčným odpovědím. Sci. Immunol. 2021, 6, eabj1750. [CrossRef] [PubMed]

15. Nemet, I.; Klinker, L.; Lustig, Y.; Zuckerman, N.; Erster, O.; Cohen, C.; Kreiss, Y.; Alroy-Preis, S.; Regev-Yochay, G.; Mendelson, E.; a kol. Třetí vakcinace BNT162b2 Neutralizace omikronové infekce SARS-CoV-2. N. Engl. J. Med. 2021. [CrossRef] [PubMed]