В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи из Университета Тюбингена и Имперского колледжа Лондона оценили гуморальные и клеточные иммунные реакции, вызванные рекомбинантным аденовирусным вектором (rAdVV) и мессенджером рибонуклеиновой кислоты (мРНК) на основе коронавирусной болезни 2019 года. (COVID-19 прививки.

Исследования показали, что вакцины против COVID-19 обеспечивают иммунную защиту от инфекций, вызванных коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), индуцируя гуморальный иммунный ответ на основе антител (Ab) и клеточный иммунный ответ на основе Т-лимфоцитов. Однако всестороннего изучения механизмов, лежащих в основе вакцин против COVID-19, еще не проводилось.

Исследование: сравнительный мульти-OMICS одноклеточный атлас пяти вакцин против COVID-19 (rAdVV и мРНК) описывает уникальные и отличные механизмы действия . Кредит изображения: Орфей FX / Shutterstock

Об исследовании

В настоящем лонгитюдном исследовании исследователи исследовали иммуногенность и механизмы действия пяти различных вакцин против COVID-19 на основе rAdVV [Ad26.CoV2.S от Johnson & Johnson или Janssen (JJ), ChAdOx1 nCoV-19 от AstraZeneca (AZ) ] и мРНК BNT162b1 (PB) Pfizer/BioNTech (PB), мРНК-1273 Moderna (MD); Платформы вакцинации CureVac (CV) CVnCV].

Был проведен мульти-OMICS транскриптомный анализ и оценены титры гуморальных антител и маркеры клеточного иммунного ответа. AZ или смешанные AZ и PB, JJ, PB, MD и CV вводили четырем, трем, пятнадцати, трем и трем участникам соответственно. Участники, вакцинированные JJ, получили только одну прививку.

Образцы сыворотки получали до вакцинации (PrV1, n=23), через 7–10 дней после первой вакцинации (PoV1), а также после второй, третьей и четвертой вакцинаций. Людям вводили вторую вакцинацию (PoV2) через один-три месяца после PoV1. Третью вакцинацию (PoV3) вводили через шесть месяцев после PoV2, а четвертую вакцинацию (PoV4) — через четыре-шесть месяцев после PoV3.

Исследуемая когорта была разделена на две группы. Первую группу составили 28 непривитых и вакцинированных лиц. Мононуклеарные лимфоциты периферической крови (РВМС) выделяли из образцов сыворотки и подвергали анализу scRNA-seq (секвенирование одноклеточной РНК) и FC (проточная цитометрия). Кроме того, для обнаружения поверхностных белков был проведен анализ CITE-seq (клеточная индексация транскриптомов и эпитопов путем секвенирования).

Вторую группу составили 82 человека, получивших две вакцинации мРНК или rAdVV или обеими (rAdVV/мРНК) вакцинами, и их образцы были получены после трех месяцев до 12 месяцев PoV2. Тридцать четыре, восемь, три, два и 34 человека получили вакцины PB, MD, CV, JJ или комбинированные вакцины AZ и PB/MD соответственно. Сорок девяти и 11 лицам вводили мРНК-вакцины PB и MD в виде PoV3 соответственно.

Gaia Herbs, Mighty Lungs, 60 веганских жидких фито-капсул

Команда исключила лиц с предыдущим воздействием SARS-CoV-2, что определялось наличием в сыворотке антител к нуклеокапсиду (N) SARS-CoV-2. Оценка антител/цитокинов и иммунофенотипический анализ были выполнены на образцах второй группы. Были определены титры иммуноглобулина G (IgG) против белковой субъединицы 1 (S1), N и домена связывания рецептора (RBD) SARS-CoV-2 (S).

Полученные результаты

Всего выборка составила 110 человек, из них 36 мужчин и 74 женщины соответственно. Вакцинные платформы (rAdVV и мРНК) имели различные и уникальные иммунные механизмы активации Т-лимфоцитов и презентации антигена моноцитами и дендритными лимфоцитами (ДК), которые могли изменить результаты эффективности вакцины .

В частности, вакцины rAdVV отрицательно регулировали активацию кластера дифференцировки четырех положительных (CD4+) Т-лимфоцитов, хемотаксис лейкоцитов, передачу сигналов интерлейкина 18 (IL-18) и опосредованную моноцитами антигенную презентацию. Напротив, мРНК-вакцины положительно регулировали активацию Т-лимфоцитов естественных киллеров (NKT), хемокин-опосредованных иммунных путей и активацию тромбоцитов. Кроме того, антигенспецифические клеточные иммунные ответы были вызваны после PoV1, но не усиливались второй гомологичной вакцинацией и зависели от используемого типа вакцины.

Анализ однородных множественных аппроксимаций и проекций (UMAP) образцов от людей PrV1 и PoV1 показал в основном кластеры клеток CD4+ и CD8+ T, NKT, моноцитов, CD4+ FOXP3+ (forkhead box P3 положительный) регуляторных Т-лимфоцитов (Tregs) и B-лимфоцитов. Основные изменения наблюдались в компартментах CD8+, CD4+ и NK-клеток.

Высокие титры антител (5-500 мкг/мл) наблюдались между тремя и шестью месяцами после PoV2 у вакцинированных лиц, независимо от вакцинной платформы (AZ, PB и MD) по сравнению с PrvV1 и PoV1, но уменьшались по прошествии шести месяцев. Анализ sc-RNA-seq показал 27 кластеров из 329 920 лимфоцитов PMBC, большинство из которых были CD4+ T-наивными CD4+ T-лимфоцитами центральной памяти (TCM) и эффекторной памяти (TEM). Результаты анализа дифференциального тестирования численности клеток показали, что моноциты, Т- и NK-лимфоциты могут быть важными маркерами для обнаружения вакцин-индуцированной иммунной сигнатуры.

Сравнение PrV1 и PoV2 показало, что большинство генов в p-моноцитах (промоноцитах) для rAdVV и мРНК-вакцин были подавлены. Кроме того, после вакцинации rAdVV (но не мРНК) наблюдалось подавление генов главного комплекса гистосовместимости II (MHC II), CD83 и хемокинового рецептора 4 с мотивом CXC (CXCR4).

Гены Т-клеточного рецептора (TCR) активировались после вакцинации rAdVV, тогда как рекомбинантный человеческий перфорин-1 (PRF1), транскрипционный фактор Т-бокса (TBX21), CD69, хемокиновый рецептор 1 CX3C (CX3CR1), KLRG1 (коингибирующий рецептор-киллер- гены клеточного лектиноподобного рецептора G1) активировались вакцинацией мРНК. Тромбоциты активировались после вакцинации rAdVV (но не мРНК).

PoV3 усиливал гуморальные реакции с увеличением Treg и CD4+ T-лимфоцитов и снижением CD8+ T-лимфоцитов. После вакцинации PB и MD количество S-специфических Т-лимфоцитов SARS-CoV-2 увеличилось. После PoV4 количество CD8+ Т-лимфоцитов увеличилось, а количество TEMRA (терминально дифференцированные эффекторные Т-клетки памяти ) уменьшилось. Было обнаружено, что MCP1 (моноцитарный хемоаттрактантный белок-1), IL-10RA и цитокины CXCL-10 являются важными маркерами эффективности вакцины.

В целом результаты исследования показали, что вакцинация против SARS-CoV-2 вызывает сильные, но дивергентные иммунологические реакции на клеточном, белковом и РНК-уровне.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.