СВОЙСТВА АНТИТЕЛ К RBD У ПЕРЕБОЛЕВШИХ COVID-19 И ВАКЦИНИРОВАННЫХ ПРЕПАРАТОМ «СПУТНИК V»

СВОЙСТВА АНТИТЕЛ К RBD У ПЕРЕБОЛЕВШИХ COVID-19 И ВАКЦИНИРОВАННЫХ ПРЕПАРАТОМ «СПУТНИК V»

Л. В. Генералова1, И. В. Григорьев2, Д. В. Васина2, А. П. Ткачук2, И. С. Кружкова2, Л. В. Колобухина2, О. А. Бургасова1,2, В. А. Гущин2 н

1 Российский университет дружбы народов, Москва, Россия

2 Национальный исследовательский центр эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи, Москва, Россия

Исследование свойств антител, участвующих в нейтрализации вируса, после перенесенного заболевания COVID-19 и применения профилактических препаратов, остается актуальной задачей, от которой зависит выработка стратегий первичной и повторной иммунизации. Измерение уровня антител к антигенам SARS-CoV-2 — один из основных способов оценки иммунитета, однако не дает достаточной информации о количественных и качественных показателях иммунного ответа. Целью работы было исследовать свойства антител IgG к RBD у переболевших COVID-19 и вакцинированных препаратом «Спутник V». На когортах пациентов (18-80 лет; соотношение мужчин и женщин — 47 : 53), переболевших COVID-19, и вакцинированных добровольцев изучена динамика созревания аффинности и изменения нейтрализующей активности IgG к RBD. Нейтрализующая активность сывороток крови у добровольцев через 4-6 месяцев после вакцинации снизилась по сравнению с образцами переболевших пациентов (медианы — 57,4 и 86,4% соответственно). Индекс авидности у вакцинированных добровольцев, напротив, был значительно выше, чем у перенесших COVID-19 (76,7 и 61,4% соответственно). В острую фазу заболевания (14-16 дней от появления симптомов) ранее вакцинированные пациенты имели более высокий индекс авидности, чем первичные пациенты (43,5 и 20,4% соответственно). В долгосрочной перспективе степень созревания аффинности вирусспецифичных IgG после вакцинации может быть выше, чем после естественно перенесенной инфекции. Показано, что вакцинация «Спутником V» приводит к формированию высокоавидных IgG, сохраняющихся по крайней мере 6 месяцев. Продемонстрировано наличие уровней антител, коррелирующих с протективным иммунитетом, на протяжении 4-6 месяцев после вакцинации или перенесенной инфекции.

Ключевые слова: авидность антител, вирус-нейтрализация, SARS-CoV-2, иммунная память, вакцинация, «Спутник V»

Финансирование: исследование проведено при поддержке гранта Министерства здравоохранения РФ, № АААА - А20-120113090054-6, профессору О. А. Бургасовой было выделено финансирование по программе стратегического академического лидерства РУДН.

Вклад авторов: Л. В. Генералова и И. В. Григорьев — планирование исследования, подготовка и проведение экспериментов, интерпретация данных и написание статьи; И. С. Кружкова и Л. В. Колобухина — интерпетация данных, написание статьи; Д. В. Васина, А. П. Ткачук, О. А. Бургасова, В. А. Гущин — планирование исследования и написание статьи.

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом Первой московской инфекционной больницы (протокол № 11/А от 16 ноября 2020 г.); всеми участниками исследования было подписано информированное согласие.

|>3 Для корреспонденции: Владимир Алексеевич Гущин

ул. Гамалеи, 18, стр. 9, г. Москва, Россия; wowaniada@gmail.com

Статья получена: 23.01.2022 Статья принята к печати: 08.02.2022 Опубликована онлайн: 16.02.2022 DOI: 10.24075/vrgmu.2022.005

PROPERTIES OF RBD SPECIFIC IGG FROM COVID-19 PATIENTS AND SPUTNIK V VACCINATED INDIVIDUALS

Generalova LV1, Grigoriev IV2, Vasina DV2, Tkachuk AP2, Kruzhkova IS2, Kolobukhina LV2, Burgasova OA1,2, Guschin VA2E3

1 Рeoples' Friendship University of Russia (RUDN University), Moscow, Russia

2 Gamaleya National Research Center for Epidemiology and Microbiology, Moscow, Russia

SARS-CoV-2 specific antibody response is a generally accepted measure of postinfection and vaccination-induced immunity assessment. The dynamics of avidity maturation and neutralizing activity of virus-specific immunoglobulins G during the SARS-CoV-2-associated coronavirus infection was studied in cohorts of vaccinated volunteers and COVID-19 patients. 4-6 months after vaccination, neutralization activity was low compared to hospitalized patients (medians 57.4% vs 86.4%). On the opposite, the avidity indices in vaccinated volunteers were significantly higher (median 76.7%) than among hospitalized patients (median 61.4%). During the acute phase of the disease (14-16 days PI), post-vaccination patients have also higher avidity indices than primary patients (medians 43.5% vs 20.4%). Our results suggest that in long-term perspective antibody affinity maturation rate is higher after vaccination than after a natural infection. We demonstrated that Sputnik V vaccination leads to formation of high-avidity IgG, which persists for at least 6 months of observation. These results also indicate the presence of protective efficacy markers for at least 4-6 months after the vaccination or a previous illness and gives grounds for the half-year time period chosen for booster immunization with Sputnik V in Russia.

Keywords: antibody avidity, virus neutralization, SARS-CoV-2, immune memory, vaccination, Sputnik-V

Funding: this research was funded by the Ministry of Health of the Russian Federation, Government assignments number № АААА - А20-120113090054-6, Prof. Olga A. Burgasova was also supported by the RUDN University Strategic Academic Leadership Program.

Author contribution: LV Generalova, IV Grigoriev — research planning, experiments preparation and execution, data interpretation and paper draft preparation; IS Kruzhkova, LV Kolobukhina — data interpretation and paper draft preparation; DV Vasina, AP Tkachuk, OA Burgasova, VA Gushchin — research planning, data interpretation and paper draft preparation.

Compliance with ethical standards: the study was approved by the ethics committee of the First Moscow Infectious Diseases Hospital (protocol № 11/А dated November 16, 2020); informed consent was obtained from all study participants.

[X] Correspondence should be addressed: Vladimir A. Gushchin Gamaleya, 18, str. 9, Moscow, Russia; wowaniada@gmail.com

Received: 23.01.2022 Accepted: 08.02.2022 Published online: 16.02.2022

DOI: 10.24075/brsmu.2022.005

Измерение специфичных к SARS-CoV-2 антител является общепризнанным способом оценки иммунитета после вакцинации или перенесенного заболевания. Эффективность антител и их способность предотвращать повторное инфицирование зависят не только от их количества (титра), но и от качественных характеристик антител, включающих нейтрализующую активность и авидность. Эти свойства антител, вырабатываемых после вакцинации «Спутником V» или перенесения COVID-19, в настоящее время охарактеризованы недостаточно. Показано, что авидность (% высокоаффинных антител в крови) к SARS-CoV-2 коррелировала с временем от момента заболевания и с ростом титра вирус-нейтрализации [1]. Благоприятные клинические исходы у пациентов с COVID-19 были ассоциированы с высокой авидностью антител, но не с их количеством [2]. В настоящее время отсутствуют научные публикации о динамике созревания аффинности антител после вакцинации «Спутником V» и перенесенного COVID-19, а также об изменении функциональной активности антител в течение длительного периода наблюдения. Целью исследования было изучить долгосрочную динамику выработки антител у пациентов, перенесших COVID-19 и у вакцинированных «Спутником V» добровольцев, часть из которых после вакцинации перенесла инфекцию, и охарактеризовать особенности формирования продолжительной иммунологической памяти.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Участники исследования

В исследовании приняли участие 41 человек, которые были разделены на три группы (табл. 1). Возраст участников исследования находился в диапазоне 18-80 лет. Группа госпитализированных в стационар была набрана с ноября по декабрь 2020 г. из числа пациентов Первой московской инфекционной больницы (Москва); вакцинированные пациенты, потребовавшие госпитализации (медианное время с момента прохождения полного курса вакцинации до госпитализации составило 56 дней), были набраны там же в период с марта по апрель 2021 г. Здоровые добровольцы, вакцинированные «Спутником V», были отобраны в период с сентября по декабрь 2020 г. У 23 пациентов, госпитализированных в стационар г. Москвы с различной степенью тяжести заболевания, сыворотку крови брали дважды: при поступлении в больницу (острая фаза) и через 4-6 месяцев после выписки; забор крови у девяти вакцинированных пациентов был произведен во время госпитализации, а у девяти здоровых вакцинированных добровольцев — в различные сроки после полной вакцинации. Медиана времени от наступления симптомов до первого забора крови составила 14 дней у невакцинированных пациентов и 10 дней у ранее вакцинированных. У вакцинированных добровольцев отсутствие COVID-19 было подтверждено отсутствием специфичных антител к белку нуклеокапсида (Nc) SARS-CoV-2.

Критерии включения для всех пациентов: диагноз COVID-19 был подтвержден методом ОТ-ПЦР на РНК вируса в назофарингеальных мазках либо по результатам КТ легких; тяжесть заболевания госпитализированных пациентов определяли в соответствии со шкалой NEWS [3]. Критерии включения вакцинированных пациентов: госпитализация в стационар участников с подтвержденным диагнозом COVID-19, получивших

вторую дозу вакцины не менее чем за две недели до появления симптомов заболевания. Критерии включения здоровых добровольцев: наличие вакцинации двумя дозами «Спутника V» и отсутствие симптомов COVID-19 в течение двух недель перед взятием образцов. Критерии исключения: отказ от участия в исследовании.

Сбор и хранение образцов крови

Венозную кровь собирали в вакутейнеры с активатором свертывания и разделительным гелем и доставляли в лабораторию при +4 °С. Сыворотку отделяли центрифугированием в течение 10 мин со скоростью 3000 об./мин, аликвотировали и хранили при -30 °С до дальнейшего использования.

Определение IgG к нуклеокапсидному белку (Nc) и рецептор-связывающему домену шиповидного белка (S1 RBD) SARS-CoV-2

Измерение IgG к Nc и RBD проводили с помощью лабораторных тест-систем для иммуноферментного анализа (ИФА), результат выражали в виде индекса позитивности (ИП) в signal/cut-off (S/CO). Для проведения ИФА использовали рекомбинантный фрагмент рецептор-связывающего домена (RBD) S1 шиповидного белка SARS-CoV-2 (RBD № 8COV1, Хайтест; Россия), экспрессированный в эукариотических клетках, и рекомбинантный белок нуклеокапсида (Nc), экспрессированный в Escherichia coli и очищенный в нашей лаборатории. Для сорбции в 96-луночные ИФА-планшеты (Costar 2592, Corning; США) вносили по 100 мкл раствора 1 мкг/мл рекомбинантного белка в фосфатно-солевом буфере (ФСБ) и инкубировали ночь при 4 °С. На следующий день планшеты блокировали 2 ч при комнатной температуре буфером с 0,5% казеина S002X (ХЕМА; Россия). Образцы исследуемых сывороток разводили в соотношении 1:100 в ИФА-дилюэнте S011 (ХЕМА; Россия). В качестве положительного контроля использовали сыворотки реконвалесцентов с диагнозом COVID-19, подтвержденным ОТ-ПЦР, а в качестве отрицательного — архивные образцы сывороток, собранные до 2020 г. ИФА-планшеты инкубировали 1 ч при 37 °С и трижды отмывали фосфатным буфером с 0,1% Твин-20. После отмывки в лунки вносили по 100 мкл раствора поликлональных антител к IgG человека, конъюгированных с пероксидазой хрена (ПХ) (Novex A18823; США) и инкубировали 1 час при 37 °С. Затем планшеты отмывали 6 раз и добавляли в лунки по 100 мкл раствора субстрата 3,3', 5,5'-тетраметилбензидина (ТМБ) (R055, ХЕМА; Россия). Через 10 мин останавливали реакцию, внося в лунки по 100 мкл 10% HCl. Оптическую плотность (ОП) измеряли при длине волны 450 нм с помощью Multiscan FC (Thermo Scientific; США).

ИФА-нейтрализация

Выявление IgG, нейтрализующих связывание RBD вируса c рецептором ACE2, проводили с помощью коммерческой тест-системы «SARS-CoV-2-ИФА-анти-RBD» (МТ-И-С1-04.192, МедипалТех; Россия) в соответствии с инструкцией производителя. Для этого образцы исследуемых сывороток смешивали с биотинилированным рекомбинантным человеческим рецептором ACE-2 и вносили смесь в лунки ИФА-планшет, сорбированных рекомбинантным RBD. После инкубации и отмывки в лунки

Таблица 1. Исследуемые когорты. Представлены медианные значения, в скобках указан диапазон

Характеристика Пациенты

Медианный возраст, лет

Пол, % 52% мужчин, 48% женщин 33% мужчин, 67% женщин 56% мужчин, 44% женщин

Время от начала симптомов до первой точки, дни. Медианное значение (мин-макс) 14 (9-17) 10 (5-19) NA

Время от начала симптомов до второй точки, дни. Медианное значение (мин-макс) 135 (116-159) 16 (11-24) NA

Время от первой вакцинации до первой точки исследования, дни. Медианное значение

Время от первой вакцинации до второй точки исследования, дни. Медианное значение

добавляли ПХ, конъюгированную со стрептавидином. Для визуализации реакции использовали субстратный раствор ТМБ. Оптическая плотность в лунках была обратно пропорциональна концентрации в образце антител, способных блокировать связывание ACE-2 с RBD. Коэффициент ингибирования (КИ) вычисляли по формуле КИ = (1 - ОПобр/ОПотр) х 100%, где ОПобр — ОП исследуемого образца, а ОПотр — ОП отрицательного контроля, не содержащего антител. Нейтрализующую способность антител считали высокой, если образец сыворотки ингибировал связывание RBD с АСЕ-2 более чем на 30%; промежуточной, если КИ составлял 20-30% и низкой для образцов с КИ менее 20%.

Измерение авидности антител

Авидность IgG, специфичных к RBD SARS-CoV-2, измеряли с помощью набора «SARS-CoV-2-ИФА-IgG плюс» (МТ-И-С1 -03.192, МедипалТех; Россия) в соответствии с инструкцией производителя. Для этого образцы положительных сывороток в дубликатах вносили в лунки планшет, сорбированных RBD. После инкубации и отмывки в лунки вносили либо ФСБ (нативные условия), либо раствор мочевины (денатурирующие условия). Далее проводили реакцию как обычный непрямой ИФА. Индекс авидности (ИА), пропорциональный устойчивости антител к денатурации, рассчитывали как соотношение ОП при 450 нм в лунках с денатурирующим агентом (4М мочевина) и в контрольных лунках, содержащих ФСБ. Антитела в образцах с ИА >50% считали высокоавидными, с ИА между 40 и 50% — с переходной авидностью, с ИА <40% — низкоавидными.

Статистический анализ данных

Результаты измерений представлены в виде медианных значений с указанием диапазона минимум-максимум. Сравнение групп проводили с помощью непараметрического критерия Манна-Уитни, сравнение результатов, полученных для различных временных точек, проводили с помощью рангового критерия Уилкоксона. Статистически значимыми считали значения при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В ходе работы нами были охарактеризованы антитела у трех исследуемых групп. Во всех образцах сывороток определяли наличие IgG к RBD и Nc SARS-CoV-2, а также

уровень авидности и нейтрализующей способности IgG к RBD. Образцы 23 госпитализированных пациентов с подтвержденным диагнозом COVID-19 продемонстрировали сходную динамику изменения уровня антител. Спустя две недели после появления симптомов все образцы были IgG-положительными как для RBD (медианный S/CO — 10,5; мин-макс — 1,1-13,3), так и для Nc (медианный 9,4; мин-макс 3,2-11,7) (рис. 1; табл. 2). Из 23 образцов 22 (95,6%) продемонстрировали высокую нейтрализующую активность в тесте на ингибирование связывания ACE2 с RBD и низкую авидность с медианой 20% (7,5; 37,3%) антител IgG против RBD. Только один образец в этой когорте имел уровень авидности 64,7%, вероятно, из-за предыдущего незарегистрированного контакта с вирусом. Как и ожидалось, эти результаты свидетельствуют о наличии не прошедших процесс созревания аффинитета вирусспецифичных IgG [4]. Для анализа длительности персистенции антител к SARS-CoV-2 у пациентов, перенесших COVID-19, образцы крови были повторно собраны через 4-6 месяцев после выздоровления. Все образцы оставались положительными на анти-RBD- и анти-Nc-IgG (рис. 2; табл. 2). Медианные значения ИП для анти-RBD-IgG снизились с 10,5 до 6,8 S/CO, а для анти-Nc IgG — с 9,4 до 7,4 S/CO. Образцы с низкими уровнями IgG к RBD (S/CO <5) в первой точке были собраны на 10-12-й дни болезни. Таким образом, пик концентрации антител не был достигнут, что может быть связано с вариабельностью инкубационного периода SARS-CoV-2 и индивидуальной динамикой выработки антител. Тем не менее четыре месяца спустя все пациенты, кроме одного, имели схожие уровни анти-RBD IgG (медиана ИП — 6,8, межквартильный диапазон — 6,3-8,9).

Несмотря на выявленное в данной группе 1,5-кратное снижение уровня IgG к RBD, нейтрализующая активность антител при этом оставалась высокой без значимых различий между первой и второй точками. Это позволяет предположить, что количество антител не является единственным фактором, определяющим нейтрализующую активность. С одной стороны, сохранение высокого уровня нейтрализации при снижении концентрации антител может быть обусловлено качественными изменениями антител, в том числе возрастанием их специфичности и аффинности за этот период, с другой стороны — особенностями тест-системы, используемой в исследовании, поскольку полученные значения близки к верхнему пределу количественного измерения данной тест-системы, что не позволяет надежно оценить изменения нейтрализующей активности. В течение того же периода авидность анти-

А

Время взятия образца

О

о S3

Анти-Nc-lgG

Пациенты

Анти-RBD-lgG

О О оо

Нейтрализация

ns 120

100-! 80-

40-. 20 0

Авидность

Me = 14 Me = 135

Me = 14 Me = 135

Me = 14 Me = 135

Me = 14 Me = 135

Me = 14 Me = 135

Б

Вакцинированные добровольцы

ац

Время взятия образца Анти-Nc-lgG

15-1 ns

О О

С

Me = 147 Me = 261

o-l-t=

Me = 147 Me = 261

Анти-RBD-lgG

Нейтрализация

Me = 147 Me = 261

Me = 147 Me = 261

Авидность

Me = 147 Me = 261

В

Вакцинированные пациенты

Время взятия образца

Анти-Nc-lgG

Анти-RBD-lgG

Нейтрализация

ни S

ци

80-

40-=

О О

120100-

Me = 62 Me = 68

Me = 62 Me = 68

Me = 62 Me = 68

Me = 62 Me = 68

120100-

Авидность

Me = 62 Me = 68

Рис. 1. Иммунный ответ к БАЯв-СоУ^ в исследуемых группах. (А) Когорта госпитализированных пациентов. (Б) Когорта вакцинированных пациентов. (В) Когорта здоровых добровольцев. Звездочкой отмечены достоверные различия (Т — критерий Уилкоксона). Ме — медианное время забора образцов в группах от начала симптомов или от первой вакцинации указано в подписях к осям графиков

ЯВО-!дО значительно возросла, достигнув высокого уровня (ИА > 50%) у 78% пациентов. Медианное значение авидности во второй точке составило 61,4% (мин-макс — 18,2-86,9%). Оставшиеся шесть пациентов (22%) имели среднюю (40-50%, «зона созревания») или низкую (< 40%) авидность анти-ЯВО-!дО. Важно отметить, что у пяти пациентов с низкой и средней степенью авидности заболевание проходило со средней степенью тяжести или носило тяжелый характер (рис. 3). У одного пациента (рис. 1А; оранжевые точки) низкие уровни анти-ЯВО-!дО и нейтрализующей активности сохранялись во всех точках исследования, однако авидность его анти-ЯВО-!дО увеличилась с 20,4 до 42,7%. К концу периода

госпитализации большинство пациентов обладали высоким уровнем IgG к антигенам SARS-CoV-2, которые были эффективны в предотвращении связывания RBD происходило с человеческим ACE-2. В течение следующих месяцев созревание аффинности анти-RBD IgG и, хотя общая концентрация анти-RBD- и анти-Nc-IgG снижалась, нейтрализующая активность антител оставалась на высоком уровне.

В группе здоровых добровольцев, вакцинированных «Спутником V» (рис. 1 Б), восемь из девяти образцов были положительными по анти-RBD-IgG в первой точке исследования (медиана составила 147 дней после первой вакцинации) с ИП, равным 4,9 S/CO (мин-макс —

Таблица 2. Уровни антител и их характеристика у когорт пациентов с различной степенью тяжести заболевания

Пациенты

Всего

Острая фаза, медиана

1 Анти-RBD-IgG, S/CO 10.5

Отрицательные, n

Положительные, n

2 Анти-Nc-IgG, S/CO 9.4

Отрицательные, n

Положительные, n

3 Нейтрализация,% 87.7

Низкая, n

Высокая, n

4 Авидность, % 20.4

Низкая, n

Высокая, n

4-6 месяцев после выздоровления, медиана

1 Анти-RBD-IgG, S/CO 6.8

Отрицательные, n

Положительные, n

2 Анти-Nc-IgG, S/CO 7.4

Отрицательные, n

Положительные, n

3 Нейтрализация,% 86.4

Низкая, n

Высокая, n

4 Авидность, % 61.4

Низкая, n

Высокая, n

1-7,9). Четыре месяца спустя (медиана — 261 день после первоначальной вакцинации) анти-ЯВО-!дО-ИП значительно снизился до медианного уровня 1,7 Б/СО, хотя у семи из девяти добровольцев оставались положительными по анти-ЯВО-!дО. У всех вакцинированных добровольцев !дЭ к Ыс у 8АЯ8-Соу-2 отсутствовали, что исключает заражение 8АЯ8-Со^2 в данной группе. Нейтрализующая активность антител коррелировала с динамикой изменения общего количества !дЭ и достоверно снизилась во всех образцах с медианного значения КИ 57,4% в первой точке исследования до медианы 30,6% во второй точке. Авидность антител при этом оставалась высокой, из чего можно заключить, что уже в первой точке исследования (147 дней после вакцинации) созревание аффинитета завершилось у всех вакцинированных. Стоит отметить, что для трех образцов (33%) во второй точке исследования было невозможно оценить авидность из-за низкого уровня анти-ЯВО-!дО (рис. 1Б; показаны синим).

В группе вакцинированных «Спутником V» пациентов с подтвержденным диагнозом СОМО-19 (рис. 1В, табл. 1) медиана времени с момента получения первой дозы вакцины составила 62 дня (30-88), а среднее время забора проб с момента появления симптомов составило 10 дней (5-19). В это время шесть из девяти образцов были положительными на анти-ЯВО-!дО с медианой 4,3 Б/СО

и только два были положительными на анти-1\1с-!дО. Все анти-ЯВО-положительные образцы и один отрицательный образец были положительными в ИФА нейтрализации (медиана — 71,6%, мин-макс — 7,4-98,6%). Большая часть образцов (66,7%) имела антитела с низкой авидностью: медианное значение ИА — 27,6% (мин-макс — 0-71,1%). Повторный забор сыворотки в этой группе осуществляли приблизительно на 16-й день после появления симптомов. Через неделю после первого анализа медиана 8/СО анти-ЯВО-!дО в целом существенно не изменилась (медиана — 7 Б/СО, мин-макс — 0,8-11,2), однако семь из девяти пациентов были серопозитивными после инфекции и/или вакцинации. Нейтрализующая активность также существенно не изменилась (медиана — 92,9%, мин-макс — 23,2-99,2%), то же самое наблюдалось и для авидности антител. В двух образцах с низкими уровнями анти-ЯВО-!дО нейтрализующая активность значительно возросла до 85 и 89%, вероятно, из-за выработки анти-ЯВО-!дМ (рис. 1, желтые точки).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

У переболевших COVID-19 титры вируснейтрализующих антител коррелируют с тяжестью заболевания [5, 6], и такие антитела могут вырабатываться даже при низком уровне

А

Сероконверсия в группах Пациенты

Б

Пациенты, Me = 14

Пациенты, Me = 135

Авидность в группах

Пациенты, Me = 14

Пациенты

Пациенты, Me = 135

си Низкая  Высокая

Вакцинированные добровольцы

Вакцинированные добровольцы, Вакцинированные добровольцы, Me = 147 Me = 261

ZD IgG положительные zz IgG отрицательные

Вакцинированные пациенты

Вакцинированные пациенты, Вакцинированные пациенты, Me = 10 Me = 16

Вакцинированные добровольцы

Вакцинированные добровольцы, Вакцинированные добровольцы,

Me = 147

Me = 261

Низкая Высокая

Низкая 1=3 Высокая

I IgG положительные I IgG отрицательные

IgG положительные IgG отрицательные

Вакцинированные пациенты

Вакцинированные пациенты, Вакцинированные пациенты, Me= 10 Me=16

СИ Низкая

Низкая

сз Высокая

п=9 л=9

П = 9 П = 9

Рис. 2. Конверсия ИП анти-ЯВОЧдЭ

соматической гипермутации [7, 8]. Рецепторсвязывающий домен (RBD) является иммунодоминантным и служит мишенью приблизительно для 90% нейтрализующих антител, обнаруживаемых в крови после перенесенной инфекции. Было показано, что титры анти-RBD-IgG снижаются после выздоровления с периодом полувыведения 49 дней. В то же время авидность антител со временем возрастала за счет проходящего процесса «созревания аффинитета» (соматической гипермутации с последующей селекцией на связывание с антигеном). Количество IgG к S-белку и RBD было выше в сыворотках госпитализированных в стационар пациентов в сравнении с больными, перенесшими COVID-19 в легкой или бессимптомной форме [9]. Известно, что авидность антител возрастает в ходе инфекции и сохраняется высокой после выздоровления [1]. В донорских плазмах реконвалесцентов корреляция высокой нейтрализующей активности с авидностью анти-RBD-IgG была выше, чем с авидностью анти-Nc. Это позволяет предположить, что антитела к RBD являются основными вируснейтрализующими антителами после COVID-19.

В проведенном нами исследовании сравнение образцов от госпитализированных пациентов и вакцинированных добровольцев спустя 4-6 месяцев после заболевания или вакцинации показало, что у вакцинированных добровольцев наблюдается достоверно более низкий уровень анти-RBD-IgG и нейтрализующей активности, но при этом достоверно более высокая авидность анти-RBD-IgG (рис. 4А, В). Все госпитализированные пациенты оставались положительными по анти-RBD-IgG, в то время

как у одного из госпитализированных добровольцев уровень антител опустился ниже порога обнаружения (рис. 4В).

Сравнение образцов, полученных от невакцинированных и полностью вакцинированных «Спутником V» пациентов в острой фазе заболевания, показало, что у вакцинированных пациентов уровни антител к ЯВО и Ыс были достоверно ниже, чем у невакцинированных (рис. 4Б). Тем не менее авидность анти-ЯВО-!дО в группе вакцинированных пациентов была достоверно выше, из чего можно заключить, что, несмотря на низкие уровни антител, вакцинация «Спутником V» приводила к развитию первичного иммунного ответа и формированию В-клеток памяти, а выработка антител в ходе инфицирования демонстрирует свойства вторичного иммунного ответа. В долгосрочном периоде степень созревания аффинности антител после вакцинации оказывается выше, чем после перенесенной инфекции. Хотя предполагается, что созревание антител повышает их нейтрализующую активность [10], в нашей работе корреляция между этими параметрами не выявлена.

Стоит отметить, что исследование имеет ряд ограничений, которые необходимо учитывать. Во-первых, выборка образцов, используемая для анализа, достаточно небольшая. Во-вторых, включенные группы пациентов имели ограниченный спектр клинических проявлений COVID-19. В частности, в исследовании не участвовали бессимптомные пациенты и пациенты с легким течением, доля которых наибольшая по сравнению с остальными клиническими формами. Кроме того, исследование

1614 12

О Ю

р

Легкие

п = 10 р = 0 2754

Анти-RBD-lgG

Средне-тяжелые

16 14 12 о ю

С.)

Ж 8

«•V

16 14 12

О 10

о

Тяжелые

О 10

о

Легкие

л = 10 р = 0.0234

<о

16 14 12

0 10

О

Анти-Nc-lgG

Средне-тяжелые

п = 6 р = 0.844

Л

16 14 12

О 10

О

Тяжелые

«•V

Л

120-д 100т 80 п ^ 6040-1 20 0

Легкие

п= 10 р> 0.9999

Нейтрализация

Средне-тяжелые

// У

120-д 10080 ^ 604020- 0

п = 6 р = 0.3438

120-д 10080 ^ 604020 0

Тяжелые

п = 7 р = 0.3750

/у /У

Рис. 3. Сравнение антительного ответа у пациентов с различной тяжестью заболевания А Невакцинированные пациенты и вакцинированные добровольцы

Легкие

Авидность

Средне-тяжелые

Тяжелые

п = 7 р = 0.0156

№ о^

Время отбора образцов Анти-№-^

Анти-RBD-lgG

Нейтрализация

Авидность

2 200-= он

Ее Я

ми ии сц

Оч^/А ч,

//

Б

о?

Невакцинированные пациенты и вакцинированные пациенты

Время отбора образцов Анти-Nc-lgG

1

О О

Ю 5-

Анти-RBD-lgG

-I1

о

8 А

Нейтрализация

Авидность

120-. 120-;

100-1 1': О О 8 100-|

^ 60* 40-. ? 60-1 * 40-

20-. 20-1

Л^уу

Л? Л*

•сРс«

В

ч,

Динамика анти-RBD-lgG в группах

Пациенты, Me= 135

Вакцинированные добровольцы, Me = 147

|дв поло»

Пациенты, Me = 14

Вакцинированные пациенты, Me = 16

Динамика авидности в группах

Пациенты, Me=135

Вакцинированные добровольцы, Me= 147

1 Низкая

Пациенты, Me = 14

Вакцинированные пациенты, Me = 16

Рис. 4. Сравнение иммунного ответа в различных группах.

Г

лимитировано лишь двумя временными точками, в которых были проведены наблюдения, что не позволяет оценить, когда именно наступает пик ответа по исследуемым нами параметрам.

ВЫВОДЫ

Проведенное исследование позволяет оценить основные характеристики антительного ответа. Так, у переболевших мы наблюдали ожидаемую картину, где после острой фазы заболевания, достигнутый уровень антител к ЯВО неизбежно снижается, но по меньшей мере в течение полугода вируснейтрализующая активность сохраняется, что, вероятно, достигается повышением качества антител и ростом авидности. Нами показано, что вакцинация «Спутником V» также приводит к формированию высокоавидных антител, которые сохраняются на протяжении по меньшей мере 6 месяцев наблюдения. Это свидетельствуют о наличии

маркеров защитной эффективности по крайней мере в течение 4-6 месяцев после вакцинации или ранее перенесенного заболевания и адекватности срока, выбранного для повторной иммунизации «Спутником V» на территории России. Наше исследование не позволяет оценить, для каких групп защитная эффективность может составлять меньший срок, чем 6 месяцев, однако исследование группы вакцинированных заболевших показывает наличие низкой авидности у вакцинированных заболевших и это резко контрастирует с группой здоровых вакцинированных, которые на заболели в течение полугода наблюдения. Мы предполагаем, что низкая авидность анти-RBD-IgG, спустя два месяца после вакцинации, может служить не только прогностическим фактором тяжести заболевания, но и одним из потенциальных маркеров для ранней ревакцинации. Дальнейшие исследования на больших группах позволят подтвердить или опровергнуть данную гипотезу.

Литература

1. Benner SE, Patel EU, Laeyendecker O, et al. SARS-CoV-2 antibody avidity responses in COVID-19 patients and convalescent plasma donors. J Infect Dis. 2020; 222: 1974-84.

2. Tang J, Grubbs G, Lee Y, et al. Impact of convalescent plasma therapy on SARS-CoV-2 antibody profile in COVID-19 patients. Clin Infect Dis. 2021; ciab317.

3. Baker KF, Hanrath AT, Schim van der Loeff I, et al. National Early Warning Score 2 (NEWS2) to identify inpatient COVID-19 deterioration: a retrospective analysis. Clin Med (Lond). 2021; 21 (2): 84-89.

4. Paul KS Chan, Pak-Leong Lim, Esther YM Liu, et al. Antibody Avidity Maturation during Severe Acute Respiratory Syndrome-Associated Coronavirus Infection. J Infect Dis. 2005; 192 (1): 166-9.

5. Wang C, Li W, Drabek D, et al. A human monoclonal antibody

blocking SARS-CoV-2 infection. Nat Commun. 2020; 11 (1): 2251.

6. Long Q, Liu B, Deng H, et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19. Nat Med. 2020; 26 (6): 845-8.

7. Kreer C, Zehner M, Weber T, et al. Longitudinal isolation of potent near-germline SARS-CoV-2-neutralizing antibodies from COVID-19 patients. Cell. 2020; 182 (4): 843-54.

8. Chi X, Yan R, Zhang J, et al. A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the spike protein of SARS-CoV-2. Science. 2020; 369 (6504): 650-5.

9. Piccoli L, Park Y, Tortorici M, et al. Mapping neutralizing and immunodominant sites on the SARS-CoV-2 Spike Receptor-Binding Domain by structure-guided high-resolution serology. Cell. 2020; 183 (4): 1024-42.

10. Gaebler C, Wang Z, Lorenzi JCC, et al. Evolution of antibody immunity to SARS-CoV-2. Nature. 2021; 591, 639-44.

References

1. Benner SE, Patel EU, Laeyendecker O, et al. SARS-CoV-2 antibody avidity responses in COVID-19 patients and convalescent plasma donors. J Infect Dis. 2020; 222: 1974-84.

2. Tang J, Grubbs G, Lee Y, et al. Impact of convalescent plasma therapy on SARS-CoV-2 antibody profile in COVID-19 patients. Clin Infect Dis. 2021; ciab317.

3. Baker KF, Hanrath AT, Schim van der Loeff I, et al. National Early Warning Score 2 (NEWS2) to identify inpatient COVID-19 deterioration: a retrospective analysis. Clin Med (Lond). 2021; 21 (2): 84-89.

4. Paul KS Chan, Pak-Leong Lim, Esther YM Liu, et al. Antibody Avidity Maturation during Severe Acute Respiratory Syndrome-Associated Coronavirus Infection. J Infect Dis. 2005; 192 (1): 166-9.

5. Wang C, Li W, Drabek D, et al. A human monoclonal antibody

blocking SARS-CoV-2 infection. Nat Commun. 2020; 11 (1): 2251.

6. Long Q, Liu B, Deng H, et al. Antibody responses to SARS-CoV-2 in patients with COVID-19. Nat Med. 2020; 26 (6): 845-8.

7. Kreer C, Zehner M, Weber T, et al. Longitudinal isolation of potent near-germline SARS-CoV-2-neutralizing antibodies from COVID-19 patients. Cell. 2020; 182 (4): 843-54.

8. Chi X, Yan R, Zhang J, et al. A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the spike protein of SARS-CoV-2. Science. 2020; 369 (6504): 650-5.

9. Piccoli L, Park Y, Tortorici M, et al. Mapping neutralizing and immunodominant sites on the SARS-CoV-2 Spike Receptor-Binding Domain by structure-guided high-resolution serology. Cell. 2020; 183 (4): 1024-42.

10. Gaebler C, Wang Z, Lorenzi JCC, et al. Evolution of antibody immunity to SARS-CoV-2. Nature. 2021; 591, 639-44.