ΙΩΑΝΝΗΣ Π. ΤΡΟΥΓΚΑΚΟΣ, PHD1, ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΤΕΡΠΟΣ, MD2,
ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ-ΜΕΛΕΤΙΟΣ ΔΗΜΟΠΟΥΛΟΣ, MD2
1 Τομέας Βιολογίας Κυττάρου και Βιοφυσικής, Τμήμα Βιολογίας, ΕΚΠΑ
2 Θεραπευτική Κλινική, Ιατρική Σχολή, ΕΚΠΑ
Comparative kinetics of SARS-CoV-2 anti-spike protein RBD IgGs and neutralizing antibodies in convalescent and naïve recipients of the BNT162b2 mRNA vaccine versus COVID-19 patients
Δημοσιεύτηκε στο: BMC Medicine 19, Article number: 208 (2021) doi : 10.1186/s12916-021-02090-6
Η νόσος COVID-19 η οποία σχετίζεται με μόλυνση από τον κορωνοϊό SARS-CoV-2 έχει προκαλέσει μέχρι τις αρχές Μαρτίου 2022, πάνω από 440 εκατομμύρια γνωστές μολύνσεις και σχεδόν 6 εκατομμύρια θανάτους παγκοσμίως. Αν και η πλειονότητα των μολύνσεων αφορά σε σχετικά ήπια (ή καθόλου) συμπτώματα, κάποιοι φορείς, κυρίως προχωρημένης ηλικίας ή με υποκείμενα νοσήματα, θα αναπτύξουν βαριά νόσο COVID-19 λόγω (μεταξύ άλλων) οξείας αναπνευστικής ανεπάρκειας (acute respiratory distress syndrome, ARDS), η οποία μπορεί να προκαλέσει συστημική κατάρρευση και τελικά θάνατο [1]. Δεδομένης της αυξημένης θνητότητας, η πανδημία COVID-19 προκάλεσε μια άνευ προηγούμενου κινητοποίηση της παγκόσμιας ερευνητικής κοινότητας η οποία κατέστησε δυνατή τόσο την κατανόηση της μοριακής-κυτταρικής βιολογίας της ιϊκής λοίμωξης και παθολογίας όσο και της ανάπτυξης κάποιων υποσχόμενων θεραπευτικών προσεγγίσεων αλλά και προφυλακτικών εμβολίων [2-5]. Ειδικότερα, όσον αφορά στη διαδικασία μόλυνσης είναι πλέον γνωστό ότι ο ιός SARS-CoV-2 μολύνει τα ανθρώπινα κύτταρα μέσω πρόσδεσης της ιϊκής πρωτεΐνης ακίδας (spike protein) και ειδικότερα του ακραίου της τμήματος (receptor binding domain – RBD) σε μια επιφανειακή μεταλλοπρωτεάση των ανθρωπίνων κυττάρων που ονομάζεται μετατρεπτικό ένζυμο-2 της αγγειοτενσίνης (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2) [6].
Στα πλαίσια της παρούσας μελέτης [7] αναλύθηκε η ανάπτυξη χυμικής όσο και κυτταρικής ανοσίας μετά από εμβολιασμό με το BNT162b2 (Pfizer-BioNTech) mRNA εμβόλιο σε σύγκριση και με ασθενείς COVID-19. Ειδικότερα μετρήθηκαν οι τίτλοι ολικών IgGs κατά της ακίδας-RBD (anti-S-RBD) και εξουδετερωτικών αντισωμάτων (NAbs) σε εμβολιασμένους δότες (n = 250) ένα μήνα μετά τη 2η δόση. Επίσης μετρήθηκαν οι τίτλοι αντισωμάτων και η παρουσία Τ κυττάρων ειδικών για την πρωτεΐνη ακίδα του ιού πέντε μήνες μετά τη 2η δόση (n=21), καθώς οι αντισωματικές απαντήσεις anti-S-RBD και NAbs σε ασθενείς COVID-19 με ήπια ή βαριά νόσο (n=60) ή μετά την ανάρρωση από COVID-19 (n =34).
Τα ευρήματα μας δεικνύουν ότι η 1η δόση του εμβολίου ενεργοποιεί ισχυρή και σύντομη ανοσο-απάντηση (anti-spike-RBD IgGs, NAbs) σε υγιείς λήπτες του εμβολίου που είχαν προηγουμένως μολυνθεί με τον κορωνοϊό, ενώ στους λήπτες που δεν είχαν εκτεθεί στον κορωνοϊό (προηγούμενη νόσηση) απαιτούνται και οι δύο δόσεις εμβολιασμού προκειμένου να αναπτυχθούν υψηλοί τίτλοι προστατευτικών αντισωμάτων. Επιπλέον αναλύσεις πέντε μήνες μετά τη 2η δόση έδειξαν τη διατήρηση υψηλών τίτλων anti-spike-RBD IgGs και NAbs αντισωμάτων καθώς και την παρουσία ειδικών κλώνων Τ κυττάρων (κυτταρική ανοσία) έναντι της πρωτεΐνης ακίδας σε εμβολιασμένα άτομα. Αξίζει να σημειωθεί ότι ένα ποσοστό θετικών σε PCR για μόλυνση από SARS-CoV-2 δεν φαίνεται να είχαν αναπτύξει αντισωματικές απαντήσεις πιθανότατα λόγω ισχυρού εγγενούς ανοσοποιητικού συστήματος. Επίσης στα πλαίσια των ευρημάτων της παρούσας μελέτης προτάθηκε ότι η 2η δόση θα μπορούσε ενδεχομένως να χορηγηθεί σε χρονικό διάστημα μεγαλύτερο των 3 εβδομάδων χωρίς να μειωθεί η αποτελεσματικότητα. Η συγκεκριμένη προσέγγιση επιβεβαιώθηκε και από πρόσφατες μελέτες ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, Ηνωμένο Βασίλειο [8]. Σε παράλληλες αναλύσεις (μη εμβολιασμένων) ασθενών με ήπια ή σοβαρή νόσο COVID-19 βρέθηκε ότι η νόσος προκαλεί μια πιο πρώιμη, σε σχέση με τον εμβολιασμό, χυμική ανοσολογική απάντηση η οποία είναι πιο έντονη σε ασθενείς με βαριά νόσο [7]. Οι τίτλοι αντισωμάτων διατηρούνται σε υψηλά επίπεδα και μετά την ανάρρωση από COVID-19. Τέλος βρέθηκε ότι η ενισχυτική 2η δόση του εμβολίου παράγει τίτλους αντισωμάτων σημαντικά πιο υψηλούς σε σχέση με αυτούς που βρέθηκαν σε νοσηλευόμενους ασθενείς COVID-19 [7].
Τα ευρήματα μας αυτά υποστηρίζουν την αποτελεσματικότητα των δύο δόσεων του mRNA εμβολίου BNT162b2 στην ανάπτυξη ικανοποιητικής και πιθανότατα μακροχρόνιας προστατευτικής ανοσίας έναντι της νόσου COVID-19. Επιβεβαιώθηκαν δε περαιτέρω και σε αντίστοιχη πρόσφατη μελέτη μας, που αφορά σε μετρήσεις εννέα μήνες μετά την 2η δόση του εμβολίου [9]. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δεικνύουν ότι η συμπωματική νόσος COVID-19 προκαλεί μια ισχυρή κινητοποίηση του ανοσοποιητικού συστήματος που, όπως έδειξαν πρόσφατα και άλλες μελέτες [10,11], πιθανότατα σχετίζεται με την ανάπτυξη παρατεταμένης φυσικής ανοσίας έναντι του ιού SARS-CoV-2.
Βιβλιογραφία
1. Trougakos IP, Stamatelopoulos K, Terpos E, et al. Insights to SARS-CoV-2 life cycle, pathophysiology, and rationalized treatments that target COVID-19 clinical complications. J Biomed Sci. 2021 Jan 12;28(1):9.
2. Callaway E. The race for coronavirus vaccines: a graphical guide. Nature. 2020a;580(7805):576–7.
3. Baum A, Ajithdoss D, Copin R, et al. REGN-COV2 antibodies prevent and treat SARS-CoV-2 infection in rhesus macaques and hamsters. Science. 2020;370(6520):1110–5.
4. Tortorici MA, Beltramello M, Lempp FA, et al. Ultrapotent human antibodies protect against SARS-CoV-2 challenge via multiple mechanisms. Science. 2020. https ://doi.org/10.1126/scien ce.abe33 54.
5. Wu Y, Wang F, Shen C, et al. A noncompeting pair of human neutralizing antibodies block COVID-19 virus binding to its receptor ACE2. Science. 2020;368:1274–8.
6. Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. 2020;8674(20):30229–34. https ://doi. org/10.1016/j.cell.2020.02.052.
7. Trougakos IP, Terpos E, Zirou C, Sklirou AD, Apostolakou F, Gumeni S, Charitaki I, Papanagnou ED, Bagratuni T, Liacos CI, Scorilas A, Korompoki E, Papassotiriou I, Kastritis E, Dimopoulos MA. Comparative kinetics of SARS-CoV-2 anti-spike protein RBD IgGs and neutralizing antibodies in convalescent and naive recipients of the BNT162b2 mRNA vaccine versus COVID-19 patients. BMC Med. 2021 Aug 23;19(1):208. doi: 10.1186/s12916-021-02090-6.
8. Payne RP, Longet S, Austin JA, Skelly DT, Dejnirattisai W, Adele S, Meardon N, Faustini S, Al-Taei S, Moore SC, Tipton T, Hering LM, Angyal A, Brown R, Nicols AR, Gillson N, Dobson SL, Amini A, Supasa P, Cross A, Bridges-Webb A, Reyes LS, Linder A, Sandhar G, Kilby JA, Tyerman JK, Altmann T, Hornsby H, Whitham R, Phillips E, Malone T, Hargreaves A, Shields A, Saei A, Foulkes S, Stafford L, Johnson S, Wootton DG, Conlon CP, Jeffery K, Matthews PC, Frater J, Deeks AS, Pollard AJ, Brown A, Rowland-Jones SL, Mongkolsapaya J, Barnes E, Hopkins S, Hall V, Dold C, Duncan CJA, Richter A, Carroll M, Screaton G, de Silva TI, Turtle L, Klenerman P, Dunachie S; PITCH Consortium. Immunogenicity of standard and extended dosing intervals of BNT162b2 mRNA vaccine. Cell. 2021 Nov 11;184(23):5699-5714.e11. doi: 10.1016/j.cell.2021.10.011.
9. Terpos E, Karalis V, Ntanasis-Stathopoulos I, Apostolakou F, Gumeni S, Gavriatopoulou M, Papadopoulos D, Malandrakis P, Papanagnou ED, Korompoki E, Kastritis E, Papassotiriou I, Trougakos IP, Dimopoulos MA. Sustained but Declining Humoral Immunity Against SARS-CoV-2 at 9 Months Postvaccination With BNT162b2: A Prospective Evaluation in 309 Healthy Individuals. Hemasphere. 2021 Dec 17;6(1):e677. doi: 10.1097/HS9.0000000000000677.
10. Alejo JL, Mitchell J, Chang A, Chiang TPY, Massie AB, Segev DL, Makary MA. Prevalence and Durability of SARS-CoV-2 Antibodies Among Unvaccinated US Adults by History of COVID-19. JAMA. 2022 Feb 3:e221393. doi: 10.1001/jama.2022.1393.
11. Marcotte H, Piralla A, Zuo F, Du L, Cassaniti I, Wan H, Kumagai-Braesh M, Andréll J, Percivalle E, Sammartino JC, Wang Y, Vlachiotis S, Attevall J, Bergami F, Ferrari A, Colaneri M, Vecchia M, Sambo M, Zuccaro V, Asperges E, Bruno R, Oggionni T, Meloni F, Abolhassani H, Bertoglio F, Schubert M, Calzolai L, Varani L, Hust M, Xue Y, Hammarström L, Baldanti F, Pan-Hammarström Q. Immunity to SARS-CoV-2 up to 15 months after infection. iScience. 2022 Feb 18;25(2):103743. doi: 10.1016/j.isci.2022.103743.