Serumska nevtralizacija podlinij SARS Coronavirus 2 Omicron BA.1 in BA.2 ter celičnih imunskih odzivov 3 mesece po poživitvenem cepljenju

Povzetek

Cilji:

Raziskali smo serumsko nevtralizirajočo aktivnost proti podlinijam BA.1 in BA.2 Omicron ter T-celični odziv pred in 3 mesece po dajanju obnovitvenega cepiva pri zdravstvenih delavcih.

Metode:

Vključeni so bili zdravstveni delavci, stari od 18 do 65 let, ki so bili cepljeni in prejeli obnovitvene odmerke cepiva BNT162b2. Pri vseh udeležencih so ovrednotili ravni protiteles proti virusu eSARS coronavirus 2 in celični odziv (prek testa interferona g ELISpot), pri udeležencih z vsaj enim kontrolnim obiskom 1 ali 3 pa so ocenili nevtralizirajoča protitelesa proti Delti, BA.1 in BA.2. mesecev po prejemu poživitvenega odmerka.

Rezultati:

Med 118 zdravstvenimi delavci, ki so prejeli poživitveni odmerek, je bilo 102 in 84 udeležencev 1-mesečnih oziroma 3-mesečnih obiskov. Pred poživitvenim odmerkom cepiva je bilo nizko serumsko nevtralizacijsko aktivnost proti Delta, BA.1 in BA.2 zaznati samo pri 39/102 (38,2 odstotka), 8/102 ( 7,8 odstotka ) oziroma 12/102 (11,8 odstotka ) udeležencev. Po 3 mesecih so nevtralizirajoča protitelesa proti Delti, BA.1 in BA.2 odkrili pri 84/84 (100 odstotkov), 79/84 (94 odstotkov) oziroma 77/84 (92 odstotkov) udeležencev. Geometrična sredina titrov nevtralizirajočih protiteles proti BA.1 in BA.2 je bila 2.2--krat in 2.8--krat nižja v primerjavi s tistimi za Delta. Od 1 do 3 mesecev po dajanju obnovitvenega odmerka so imeli udeleženci z nedavno anamnezo okužb s koronavirusom SARS 2 (n=21/84) vztrajne ravni S1 reaktivno specifičnih celic T in nevtralizirajočih protiteles proti Delti in BA.2 in 2 .2-kratno povečanje nevtralizirajočih protiteles proti BA.1 (p 0,014). Nasprotno pa titri nevtralizirajočih protiteles proti Delta (2.5--kratno zmanjšanje, p < 0,0001), BA.1 (1.5--krat, p 0,02) in BA.2 (2- krat, p < 0,0001) zmanjšal od 1 do 3 mesece po dajanju obnovitvenega odmerka pri posameznikih brez nedavne okužbe.

Diskusija:

Poživitveni odmerek cepiva je zagotovil pomemben in podoben odziv proti BA.1 in BA.2.

Podlinije Omicron; vendar se je imunski odziv zmanjšal, če ni bilo nedavne okužbe.

Uvod

Različica Omicron (B.1.1.529) SARS coronavirus 2 (SARS-CoV-2) se je pojavila konec leta 2021 in je hitro premagala že tako visoko prenosljivo različico Delta.

Prva podvrsta te različice, BA.1, je postala prevladujoča v Evropi med decembrom 2021 in januarjem 2022 in je povzročila resno zaskrbljenost glede učinkovitosti cepiv zaradi znatnega pobega pred nevtralizirajočimi protitelesi. Dejansko je Omicron pokazal številne epitopske modifikacije spike proteina in ker so bila razpoložljiva cepiva proti koronavirusni bolezni 2019 (COVID-19) pripravljena z izvirno linijo, nevtralizacijske aktivnosti proti Omicronu ni bilo ali pa je bilo zelo nizko celo pri cepljenih ljudeh [1 ,2].

Naslednja podvrsta BA.2 je hitro nadomestila prejšnjo v Evropi okoli marca 2022 do aprila 2022, stopnje novih podvrst BA.4 in BA.5 pa so se povečale do junija 2022 [3]. BA.2 je pokazal selektivno prednost pred BA.1, zlasti izboljšano prenosljivost, in lahko ponovno okuži predhodno okužene posameznike z BA1- [4,5].

Najnovejši podatki so pokazali, da več kot 6 mesecev po osnovnem cepljenju nevtralizirajoča protitelesa proti podlinijam Omicron niso bila zaznavna ali pa so bila v zelo nizkih ravneh; vendar so se titri nevtralizirajočih protiteles znatno povečali nekaj tednov po dajanju poživitvenega cepljenja (tretji odmerek) [6e8].

V tej študiji smo ovrednotili odzive nevtralizirajočih protiteles proti podlinijam BA.1 in BA.2 različice Omicron vzporedno s prejšnjo različico Delta v kohorti zdravstvenih delavcev (HCW), ki so bili cepljeni in so prejeli obnovitvene odmerke mRNA BNT162b2. cepivo (PfizereBioNTech). Poleg tega so raziskali celične odzive na SARS-CoV-2 in analizirali pojav okužbe po obnovitvenem odmerku.

Metode

Ta študija je del projekta MONITOCOV-Aging (Monitoring the immune response to BNT162b2 mRNA COVID-19 vaccination in older people), v katerem je spremembe protokola v zvezi s trenutnimi podatki odobril Ile-De-France V ( Odbor za etiko ID-CRB 2021- A00119-32).

Zdravstveni delavci so bili zaporedno vključeni v študijo, če niso imeli pomembne kronične bolezni in zdravil, ki bi lahko vplivala na njihov imunski odziv (vključno s steroidi in imunosupresivnimi terapijami), in so bili stari od 18 do 65 let. Vsi udeleženci so sprva prejeli dva odmerka cepiva BNT162b2 v 3-tedenskem intervalu odmerjanja. Poživitveni odmerek je bil udeležencem apliciran v skladu s francoskimi nacionalnimi smernicami (vsaj 6 mesecev po osnovnem cepljenju). Podatki iz vzorcev, zbranih pred primarnim cepljenjem in 3 mesece po njem, so bili že objavljeni [9], podatki iz vzorcev, zbranih pred dajanjem poživitvenega cepljenja ter 1 in 3 mesece po dajanju poživitvenih odmerkov v tej študiji.

Ocenjene so bile ravni antieSARS-CoV-2 IgG in nevtralizirajoča protitelesa (z uporabo testa nevtralizacije živega virusa) proti različici Delta ter podlinijam BA.1 in BA.2 Omicron. Celične odzive so ovrednotili s testom interferona g ELISpot.

Za podrobne metode si oglejte dodatno gradivo.

Rezultati

Skupaj je bilo vključenih 118 oseb, ki so prejele poživitveni odmerek. Vzorci so bili zbrani 1 mesec po dajanju poživitvenega odmerka za 102 subjekta, le 84 udeležencev pa se je udeležilo 3-mesečnega obiska. Mediana (interkvartilni razpon) časa med začetnim cepljenjem (drugi odmerek) in obnovitvenim odmerkom je bila 254 (248-265) dni.

Tri mesece po osnovnem cepljenju (odmerka 1 in 2) je bila mediana raven (interkvartilni razpon) antieSARS-CoV-2 IgG 1125 (653e1828) BAU/ml. Ta vrednost je padla na 290 (200e534) BAU/mL pred tretjim odmerkom in nato dosegla vrh pri več kot 2080 BAU/mL 1 in 3 mesece po dajanju obnovitvenega odmerka (slika 1a). Število S1 reaktivnih celic T se je povečalo tudi 1 in 3 mesece po dajanju obnovitvenega odmerka (slika 1a).

Kot je prikazano na sliki 1b, je bilo pred dajanjem poživitvenega odmerka cepiva aktivnost nevtralizacije seruma proti Delta, BA.1 in BA.2 zaznavna le pri 39/102 (38,2 odstotka), 8/102 (7,8 odstotka) in 12/102 (11,8 odstotka) udeležencev z nizkimi titri nevtralizirajočih protiteles v razponu od 20 do 160. Titri geometrične sredine (GMT) so bili pod mejo zaznavnosti 20 za vse različice.

En mesec po dajanju obnovitvenega odmerka so opazili nevtralizirajočo aktivnost proti Delta, BA.1 in BA.2 pri 102/102 (100 odstotkov), 99/102 ( 97 odstotkov ) oziroma 101/102 (99 odstotkov ) testiranih serumov. Poleg tega so se GMT nevtralizirajočih protiteles (95-odstotni IZ) znatno povečali na 465 (373e579) za Delta, 105 (85e131) za BA.1 in 99 (82e121) za BA.2, kar kaže, da so bili GMT proti Delti 4 4--krat in 4.7--krat višje od tistih proti BA.1 (p < 0,0001) oziroma BA.2 (p < 0,0001).

Tri mesece po dajanju poživitvenega odmerka so nevtralizirajoča protitelesa proti Delti, BA.1 in BA.2 odkrili pri 100 odstotkih (n=84/84), 94 odstotkih (n=79/84) in 92 odstotkov (n=77/84) udeležencev, GMT pa so bili 260 (203e334), 102 (76e136) oziroma 69 (54e88). GMT proti BA.1 in BA.2 sta bila 26--krat in 3.8--krat nižja v primerjavi s tistimi proti Delti 3 mesece po dajanju obnovitvenega odmerka (p < 0,0001 v obeh primerjavah) .

Within 3 months after the administration of the booster dose, a SARS-CoV-2 infection was confirmed or strongly suspected in 21 subjects (presumably Omicron infections because this variant represented >95 odstotkov primerov v tem obdobju). Okužba je bila potrjena s pozitivnim rezultatom RT-PCR testa pri desetih osebah, pri čemer se je okužba pojavila v prvih 4 tednih (1 preiskovanec) oziroma v naslednjih 8 tednih (9 preiskovancev) po poživitvenem cepljenju. Asimptomatska okužba, ki zaradi tega ni bila potrjena z RT-PCR [10] in je ni mogoče zaznati s serološkimi testi z uporabo antigenov iz koničastega proteina, je bila pri preostalih 11 posameznikih močno posumljena zaradi znatnega povečanja N reaktivnih specifičnih celic T v interferonu g ELISpot test, ker protein N ni antigen, na katerega cilja BNT162b2 (slika 1c).

Analiza podskupin je pokazala, da so bile 3 mesece po dajanju poživitvenega odmerka S1 reaktivne specifične celice T (slika 1c) in ravni nevtralizirajočih protiteles proti vsem različicam višje v skupini z anamnezo okužbe po poživitvenem odmerku kot pri udeležencih brez nedavne okužbe ( Slika 1d in tabela S1). Dejansko se je GMT (95-odstotni IZ) nevtralizirajočih titrov zmanjšal od 1 do 3 mesece po dajanju obnovitvenega odmerka pri posameznikih brez nedavne okužbe z Delta (482 [366e635] v primerjavi z 190 [143e252] ; 2.5-kratno zmanjšanje; p < 0.0001), BA.1 (110 [85e142] proti 74 [85e142]; 1.{ {26}}kratno zmanjšanje; p 0,02) ali različica BA.2 (104 [81e133] proti 52 [39e69]; 2-kratno zmanjšanje; p < 0,0001). Nasprotno pa so udeleženci z nedavno okužbo s SARS-CoV-2 imeli vztrajne ravni S1 reaktivnih specifičnih celic T in nevtralizirajočih protiteles proti Delti in BA.2, nevtralizirajoča protitelesa proti BA.1 pa so se povečala s 128,5 (72e229) na 277 (137e557) (22-kratno povečanje; p 0,014). (Slika 1d in tabela S1).

Diskusija

V tej študiji smo ocenili s cepivom povzročen odziv proti podrazličicam omikrona. Ugotovili smo, da so zdravstveni delavci 8,5 meseca (mediana) po primarnem cepljenju z dvema odmerkoma cepiva mRNA pokazali minimalen odziv nevtralizacijskih protiteles na različico Delta ter podliniji BA.1 in BA.2 Omicron. Po dajanju poživitvenega odmerka so udeleženci pokazali močnejšo nevtralizacijsko sposobnost ne le proti različici Delta, temveč tudi proti BA.1 in BA.2. To je skladno z ugotovitvami v prejšnjih poročilih glede BA.1 [2,11e15] in BA.2 [6e8]. Vendar so bili mediani titri nevtralizirajočih protiteles proti BA.1 in BA.2 1 in 3 mesece po dajanju poživitvenega odmerka znatno znižani v primerjavi s tistimi pri prejšnji različici Delta, kar kaže na zmanjšano učinkovitost poživitvenega cepljenja proti različici Omicron.

Zanimivo je, da smo 1 mesec po dajanju poživitvenega odmerka opazili podobne ravni nevtralizirajočih protiteles proti BA.1 in BA.2, kar je poudarilo, da je bil imunski odziv, ki ga je sprožilo cepivo BNT162b2, podoben za obe različici. Ta ugotovitev prvih tednov po dajanju poživitvenega odmerka se ujema s tistimi v drugih poročilih [6,7]. Vendar se je zdelo, da je upad skozi čas bolj izrazit za nevtralizirajočo aktivnost proti BA.2. Ta ugotovitev, ki jo je treba potrditi, bi lahko delno pojasnila porast BA.2 in zamenjavo BA.1, kar je verjetno odvisno od več dejavnikov.

Kot je bilo pričakovano, pojav okužbe s SARS-CoV-2 po dajanju obnovitvenega odmerka povzroči močan imunski odziv [9]. Ohranjanje ali celo povečanje aktivnosti nevtralizirajočih protiteles proti različici Omicron pri bolnikih z okužbo s SARS-CoV-2 po dajanju obnovitvenega odmerka nakazuje, da lahko dodatna izpostavljenost antigenu izboljša spominski odziv. To opažanje je verjetno posledica razširjenega repertoarja celic B in povečanega zorenja afinitete po dodatni izpostavljenosti antigenu, kot je bilo prej predlagano [16,17].

Glavna moč naše študije je ocena celičnih odzivov skupaj s humoralnim odzivom 3 mesece po dajanju obnovitvenega odmerka in pozitivni učinek zgodnje okužbe po poživitvenem odmerku na obstojnost imunskega odziva. Glavna slabost naše študije je, da ne moremo primerjati učinkovitosti BNT162b2 z učinkovitostjo drugih mRNA cepiv ali kombinacij cepiv proti COVID-19.

Skratka, obnovitveni odmerki cepiv proti COVID{0}} so kot dodatna izpostavljenost antigenom zagotovili močan odziv proti podlinijam BA.1 in BA.2 Omicron. Kljub temu se bo odziv sčasoma verjetno zmanjšal in to je eden od dejavnikov, ki jih je treba upoštevati pri prihodnjih strategijah cepiva proti SARS-CoV-2. Posledica teh ugotovitev za javno zdravje je, da bo morda potrebna dodatna spodbuda za ohranitev doslednega imunskega odziva pri posameznikih, ki jim grozi huda oblika bolezni COVID-19 zaradi nedavnega pojava novih podvrst (BA.4 in BA.5). ).

Avtorski prispevki

EKA, JD, BCS, ML in GL so konceptualizirali in oblikovali študijo, zbrali podatke, izvedli analizo podatkov ter napisali in revidirali rokopis. EKA, JD, BCS, ML in GL prevzemajo polno odgovornost za celovitost podatkov in točnost analize podatkov. JL, AG, JT, DL, SM, FV, ArD, DHG, JP, DaD, KF, DoD, LB, AlD, AS, DH, MH, FP, BA in YY so sodelovali pri analizi podatkov in reviziji rokopisa . ML in GL sta enako prispevala k temu delu in imata podobno avtorstvo. Vsi avtorji so dokončno odobrili različico, ki bo predložena.

Izjava o preglednosti

Avtorji izjavljajo, da niso v nasprotju interesov. Ta študija je prejela oznako nacionalne prednostne naloge raziskav COVID-19, ki jo je podelil Nacionalni usmerjevalni odbor za terapevtska preskušanja in druge raziskave COVID-19 (CAPNET). To delo je podprla francoska vlada prek programa Investissement d'Avenir (I-SITE ULNE/ANR-16-IDEX-0004 ULNE), ki ga upravlja Agence Nationale de la Recherche, podprlo pa ga je tudi sponzorstvo iz GMF pod okriljem ANRS-MIE (Agence Nationale de recherche sur le sida et les hepatites, Maladies Infec- tie uporablja Emergentes).

Zahvala

Hvaležni smo Veronique Betancourt, Virginie Dutriez, Anne Guigo, Coralie Lefebvre, Veronique Lekeux, Marie-Th er ese Meleszka, Catherine Mortka in Anthonyju Rabatu za njihovo tehnično podporo ter Bertrandu Accartu za njegov prispevek (Centre de Ressources Biologiques, številka BRIF BB 0033-00030). Hvaležni smo tudi Severine Du Flos, Marie Broyez, Peggy Bouquet, Clementine Rolland, Marion Lecorche, Abeer Shaikh Al Arab, Isabelle Tonnerre, Floriane Mirgot, Japhete Elenga Koanga, Laurent Schwarb, Emilie Rambaut in vsem medicinskim sestram, vpletenim v vzorčenje bolnikov in Mathieu Tronchon za zbiranje podatkov.

Reference

[1] Garcia-Beltran WF, St Denis KJ, Hoelzemer A, Lam EC, Nitido AD, Sheehan ML, et al. Ojačevalci cepiva proti COVID-19 na osnovi mRNA inducirajo nevtralizirajočo imunost proti različici SARS-CoV-2 Omicron. Celica 2022;185:457e66.

[2] Planas D, Saunders N, Maes P, Guivel-Benhassine F, Planchais C, Buchrieser J, et al. Velik pobeg SARS-CoV-2 Omicron do nevtralizacije protiteles. Narava 2022; 602: 671e5. https://doi.org/10.1038/s41586-021-04389-z.

[3] Zaskrbljujoče različice SARS-CoV-2 od 25. avgusta 2022. Evropski center za preprečevanje in obvladovanje bolezni. Dostopan 31. avgusta 2022. https://www.ecdc. europa.eu/en/covid-19/variants-concern.

[4] Lyngse FP, Kirkeby CT, Denwood M, Christiansen LE, Mølbak K, Møller CH, et al. Prenos podrazličic SARS-CoV-2 Omicron VOC BA.1 in BA.2: dokazi iz danskih gospodinjstev. medRxiv [Prednatis] Objavljeno 30. januarja 2022 https://doi.org/10.1101/2022.01.28.22270044.

[5] Stegger M, Edslev SM, Sieber RN, Ingham AC, Ng KL, Tang MHE, et al. Pojav in pomen okužbe z Omikronom BA.1, ki ji sledi ponovna okužba z BA.2. medRxiv [Prenatis]. Objavljeno 22. februarja 2022 https://doi.org/10. 1101/2022.02.19.22271112.

[6] Yu J, Collier AY, Rowe M, Mardas F, Ventura JD, Wan H, et al. Nevtralizacija različic SARS-CoV-2 Omicron BA.1 in BA.2. N Engl J Med 2022; 386: 1579e80. https://doi.org/10.1056/NEJMc2201849.

[7] Pedersen RM, Bang LL, Madsen LW, Sydenham TV, Johansen IS, Jensen TG, et al. Serumska nevtralizacija SARS-CoV-2 Omicron BA.1 in BA.2 po poživitvenem cepljenju z BNT162b2. Emerg Infect Dis 2022;28:1274e5. https:// doi.org/10.3201/eid2806.220503.

[8] Evans JP, Zeng C, Qu P, Faraone J, Zheng YM, Carlin C, et al. Nevtralizacija podvrst SARS-CoV-2 Omicron BA.1, BA.1.1 in BA.2. Cell Host Microbe 2022; 30: 1093e102. https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.04.014.

[9] Demaret J, Lefevre G, Vuotto F, Trauet J, Duhamel A, Labreuche J, et al. Bolniki s hudim SARS-CoV-2 razvijejo višji specifični T-celični odziv. Clin Transl Immunol 2020; 9: e1217. https://doi.org/10.1002/cti2.1217.

[10] Vimercati L, Stefanizzi P, De Maria L, Caputi A, Cavone D, Quarato M, et al. Obsežno serološko presejanje IgM in IgG SARS-CoV-2 med zdravstvenimi delavci z nizko razširjenostjo okužb na podlagi testov nazofaringealnih brisov v italijanski univerzitetni bolnišnici: perspektive za javno zdravje. Environ Res 2021;195:110793. https://doi.org/10.1016/j.envres.2021.110793.

[11] Jacobsen H, Strengert M, Maaß H, Durand MAY, Kessel B, Harries M, et al. Zmanjšani nevtralizacijski odzivi proti SARS-CoV-2 Omicron VoC po mRNA ali vektorskih cepljenjih COVID-19 medRxiv [Preprint]. Objavljeno 21. decembra 2021 https://doi.org/10.1101/2021.12.21.21267898.

[12] Perez-Then E, Lucas C, Monteiro VS, Miric M, Brache V, Cochon L, et al. Nevtralizirajoča protitelesa proti različicam SARS-CoV-2 Delta in Omicron po heterolognem poživitvenem cepljenju CoronaVac plus BNT162b2. Nat Med 2022; 28: 481e5. https://doi.org/10.1038/s41591-022-01705-6.

[13] Schmidt F, Muecksch F, Weisblum Y, Da Silva J, Bednarski E, Cho A, et al. Plazemska nevtralizacija različice SARS-CoV-2 Omicron. N Engl J Med 2022; 386: 599e601. https://doi.org/10.1056/NEJMc2119641.

[14] Wang X, Zhao X, Song J, Wu J, Zhu Y, Li M, et al. Homologni ali heterologni spodbujevalec inaktiviranega cepiva zmanjša uhajanje različice SARS-CoV-2 Omicron pred nevtralizirajočimi protitelesi. Nastajajoči mikrob. Infect 2022;11:477e81. https:// doi.org/10.1080/22221751.2022.2030200.

[15] Xia H, Zou J, Kurhade C, Cai H, Yang Q, Cutler M, et al. Nevtralizacija in obstojnost 2 ali 3 odmerkov cepiva BNT162b2 proti Omicron SARSCoV-2. Cell Host Microbe 2022; 30: 485e8.

[16] Muecksch F, Weisblum Y, Barnes CO, Schmidt F, Schaefer-Babajew D, Wang Z, et al. Afinitetno zorenje protiteles, ki nevtralizirajo SARS-CoV-2, daje moč, širino in odpornost na virusne ubežne mutacije. Imuniteta 2021; 54: 1853e68. 

[17] Muecksch F, Wang Z, Cho A, Gaebler C, Tanfous TB, DaSilva J, et al. Povečana moč in širina nevtralizirajočih protiteles SARS-CoV-2 po tretjem odmerku cepiva mRNA. bioRxiv [Prednatis]. Objavljeno 15. februarja 2022 https://doi. org/10.1101/2022.02.14.480394.

For more information:1950477648nn@gmail.com