В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Immunology, группа ученых изучила иммунный ответ и потенциальную перекрестную защиту у госпитализированных пациентов с прорывными инфекциями, вызванными вариантами Delta и Omicron коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2).
Справочная информация
Пандемия коронавирусной инфекции 19 (COVID-19) привела к миллионам случаев заражения и смерти во всем мире. Вакцины сыграли решающую роль в снижении распространения вируса.
Вакцины на основе мессенджерных рибонуклеиновых кислот (мРНК), такие как Comirnaty и Spikevax, широко применялись в Германии, эффективно защищая от SARS-CoV-2. Однако появились новые опасные варианты, такие как Omicron, которые ставят под сомнение эффективность вакцины.
Omicron особенно неустойчив к антителам, вырабатываемым вакцинами. Несмотря на прорывные инфекции среди вакцинированных людей, большинство из них остаются защищенными от тяжелых заболеваний. Однако иммунный ответ на конкретные субварианты омикрона - BA.1 и BA.5 - изучен недостаточно хорошо.
Об исследовании
В исследование были включены 52 госпитализированных пациента с подтвержденной прорывной инфекцией SARS-CoV-2 и контрольная группа из 28 человек без инфекции SARS-CoV-2. Среди пациентов 25 человек были инфицированы вариантом Delta, 15 - вариантом Omicron-BA.1 и 12 - вариантом Omicron-BA.5.
Большинство инфицированных Delta были дважды вакцинированы, большинство пациентов с Omicron-BA.1 - дважды или трижды, а все пациенты с Omicron-BA.5 получили бустерную дозу. Контрольная группа имела разный уровень вакцинации. Для анализа были собраны образцы пациентов, включая образцы крови и носоглоточные мазки.
Для характеристики штаммов SARS-CoV-2 и иммунного ответа были выделены и секвенированы вирусные рибонуклеиновые кислоты (РНК), проведен филогенетический анализ. В ходе исследования также определяли уровень иммуноглобулина G (IgG) антител против спайкового белка SARS-CoV-2 и IgM/IgG антител против нуклеокапсидного белка с помощью иммуноферментного анализа (ELISA).
Для оценки способности сывороток пациентов нейтрализовать различные варианты SARS-CoV-2 были проведены нейтрализационные анализы. Кроме того, для оценки клеточно-опосредованного ответа на вирус был проведен ферментный иммуносорбентный анализ интерферона-гамма (IFN-γ) (ELISpot).
Для оценки значимых различий между группами проводился статистический анализ с использованием таких тестов, как Kruskal-Wallis, Mann-Whitney U, Wilcoxon signed-rank и Fisher's exact tests. Коэффициенты корреляции рассчитывались с помощью рангового анализа Спирмена.
Результаты исследования
В ходе исследования было проведено секвенирование и филогенетический анализ вариантов SARS-CoV-2, вызвавших инфекции. По данным исследователей, большинство прорывных инфекций возникало у лиц, получивших хотя бы одну дозу вакцины, при этом в контрольной группе уровень вакцинации был разным.
Цельногеномное секвенирование клинических изолятов показало, что пациенты были инфицированы вариантом Delta или суб-линиями Omicron, такими как BA.1 и BA.5.
Кроме того, при исследовании образцов сыворотки крови на наличие специфических антител к SARS-CoV-2 методом ИФА большинство образцов оказались положительными в отношении специфических IgG-антител к субъединице 1 (S1), что свидетельствует о гуморальном иммунном ответе. Уровень антител к нуклеокапсидному белку (NCP) был значительно ниже, чем к S1.
Существенных различий в уровнях антител в разных группах прорывной инфекции в зависимости от вакцинального статуса не наблюдалось.
Для оценки способности сывороток пациентов нейтрализовать различные варианты SARS-CoV-2 был проведен анализ на нейтрализацию. Сыворотки пациентов с прорывной инфекцией продемонстрировали сниженную нейтрализующую способность в отношении сублиний Omicron BA.5 и BA.1 по сравнению с вариантами Alpha, Delta и дикого типа.
Однако у пациентов с прорывной инфекцией Delta, получивших две дозы вакцины, наблюдалось значительное усиление реакции нейтрализующих антител против варианта Delta по сравнению с неинфицированным контролем.
Клеточный иммунитет оценивали с помощью ИФН-γ ELISpot-теста. Пациенты, дважды вакцинированные Delta-инфекцией, показали самый высокий ответ на стимуляцию NCP, за ними следовали бустированные пациенты, инфицированные вариантом BA.5. Пациенты, инфицированные Delta, значительно сильнее реагировали на S-белок дикого типа, чем пациенты, инфицированные BA.1. Во всех группах наблюдался более низкий ответ на мутировавшие варианты SARS-CoV-2.
Наблюдались корреляции между титрами нейтрализующих антител, уровнем S1-специфических IgG-антител и клеточным иммунным ответом. Наиболее высокая корреляция была обнаружена между титрами нейтрализующих антител против вариантов Альфа и дикого типа.
Однако для вариантов Delta и Omicron корреляция была ниже. Также была обнаружена корреляция между концентрацией S1-специфических IgG-антител и клеточным иммунным ответом против дикого типа, но не против вариантов SARS-CoV-2.
Обсуждение
В ходе исследования было получено несколько важных результатов. Во-первых, титры нейтрализующих антител против субварианта Omicron были значительно снижены по сравнению с другими вариантами, что свидетельствует о значительном иммунном поражении этих субвариантов.
Это согласуется с результатами предыдущих исследований, показавших их способность уклоняться от антител, полученных от вакцинированных или инфицированных людей с другими субвариантами Omicron.
Исследование продемонстрировало штаммоспецифическое усиление нейтрализующего иммунитета у пациентов с прорывными инфекциями Delta и Omicron-BA.1. Инфекция Delta значительно повысила титры нейтрализующих антител против Delta, превысив уровни, наблюдаемые против штамма дикого типа.
Аналогичным образом, прорывные инфекции Omicron-BA.1 повышали титры нейтрализующих антител против BA.1 и Delta, что свидетельствует о перекрестной реакции иммунитета между этими вариантами. Однако прорывные инфекции BA.5 не привели к усилению иммунитета, что свидетельствует о более слабом влиянии BA.5 на гуморальный иммунитет и может повышать риск повторного заражения.
В исследовании также оценивался клеточный иммунитет с помощью IFN-γ ELISpot-теста. Реакция на отчетливо мутировавшие участки всех вариантов SARS-CoV-2 была слабой, что, возможно, связано с ранней стадией инфекции на момент взятия образцов.
Однако при стимуляции спайк-белком дикого типа Wuhan во всех группах пациентов наблюдался сильный ответ IFN-γ, что свидетельствует о наличии стойкого клеточного иммунного ответа независимо от статуса вакцинации или варианта, вызвавшего прорывную инфекцию.
Выводы
Проведенное исследование позволяет получить ценные сведения об иммунном ответе на прорывные инфекции, вызванные вариантами Delta и Omicron. Снижение титров нейтрализующих антител против субвариантов Omicron подчеркивает сложность проблемы, которую представляют собой эти крайне неуловимые варианты.
Обнаруженное усиление штаммоспецифического иммунитета и отсутствие усиления иммунитета при инфекции BA.5 вносит вклад в наше понимание эффективности вакцин и возможности повторного заражения новыми вариантами.
https://www.news-medical.net/news/20230717/Boosted-immunity-Delta-and-Omicron-BA1-infections-enhance-protection-in-vaccinated-patients.aspx
