Sterilisering av immunitet og COVID-19 vaksiner

Nyhetsrapporter om at Pfizers COVID-19-vaksine hadde en effekt på over 90% utløste håp om at flokkimmunitet - og til slutt slutten av den nåværende pandemien - ikke bare var oppnåelig, men nærmere enn mange hadde forestilt seg. Dette effektivitetsnivået var ikke bare overraskende, men plasserte vaksinen sammen med de som brukes til å forhindre en gang fryktede sykdommer som meslinger, røde hunder, vannkopper og polio.

Så skiftende som Pfizer-vaksinen (og Modernas like effektive mRNA-1273-vaksine) kan være i beskyttelse mot COVID-19-sykdommen, reflekterer ikke resultatene fullstendig "steriliserende immunitet."

Dette er typen immunitet som helt forhindrer et sykdomsfremkallende patogen som COVID-19 fra å etablere en infeksjon. Sterilisering av immunitet skiller seg fra effektiv immunitet ved at sistnevnte kan forhindre sykdom, men likevel føre til asymptomatisk infeksjon.

Sterilisering av immunitet er fortsatt den hellige gralen av COVID-19-vaksineforskning, selv om flere kandidater i pipeline viser løfte. Allikevel er det forskere som stiller spørsmål ved om vi faktisk trenger en 100% effektiv vaksine for å plassere COVID-19 bak oss og blant slike som polio i annaler av globale pandemier.

Med mindre en vaksine gir steriliserende immunitet, er det en sjanse for at viruset kan overføres til andre selv om den smittede ikke har noen symptomer.

Hva er sterilisering av immunitet?

Sterilisering av immunitet er det beste tilfellet for en COVID-19-vaksine og noe som ikke er helt utenkelig. Vaksinene som er utviklet for humant papillomavirus (HPV), gir for eksempel dette immunforsvaret. Forskjellen er selvfølgelig at HPV ikke overføres via luftveisdråper, og der ligger den sentrale utfordringen for COVID-19-vaksineutviklere. .

Når COVID-19-infeksjon oppstår, fester viruset seg til et protein som kalles angiotensin-converting enzym 2 (ACE2) som sprer seg i både øvre luftveier og nedre luftveier. Dette gir viruset midler til å koble seg til disse luftveiene og cellene og etablere en infeksjon.

Selv om de nåværende vaksinekandidatene har vist evnen til å redusere symptomer og antall virus i nedre luftveier, er det foreløpig ingen bevis for sterilisering av immunitet i øvre luftveier.

For å oppnå sterilisering av immunitet, må en vaksine utløse en spesifikk immunologisk respons, vanligvis i form av nøytraliserende antistoffer (NAb). Dette er defensive proteiner syntetisert av immunsystemet som spesifikt retter seg mot og nøytraliserer en sykdomsfremkallende organisme som et virus.

Utfordringen er at vaksiner ikke alltid gir en god respons og / eller en spesifikk nok respons. Slik har det vært med hiv-vaksiner, som hittil ikke har vært i stand til å stimulere overflod av NAbs som er nødvendig for å nøytralisere mangfoldet av genetiske undertyper av viruset.

Utfordringene som COVID-19-vaksineutviklere står overfor er kanskje ikke så skremmende. For det første muterer ikke COVID-19 nesten like raskt som influensaviruset, noe som betyr at NAbs generert av første generasjons vaksiner kan tilby lengre varighet. Dette kan igjen redusere virusets samlede spredningshastighet, og gi det mindre mulighet til å mutere og skape unike stammer.

Allikevel, uten et robust frontlinjeforsvar på stedet der COVID-19 kommer inn i kroppen - nemlig slimhinnevæv i nese, hals og øvre luftveier - gjenstår et potensial for reinfeksjon.

Bygger immunminne

Når du refererer til immunforsvaret, kan du i stor grad kategorisere det i to deler:medfødt immunitet(et generalisert frontlinjeforsvar du er født med) ogervervet immunitet(der immunforsvaret lanserer et målrettet svar på en hvilken som helst utenlandsk agent det møter).

Med oppnådd immunitet produserer immunforsvaret ikke bare antistoffer som lanserer forsvars- og naturlige drapsceller (NK) -celler som direkte angriper fremmedlegemet, men også hukommelsesceller som forblir på sentinel etter at en infeksjon er ryddet. Dette immunologiske "minnet" gjør at kroppen kan montere en rask respons hvis den utenlandske agenten kommer tilbake.

Spørsmålet fra mange forskere er hvor robust og langvarig hukommelsesresponsen kan være med første generasjons COVID-19-vaksiner?

En del av bekymringen skyldes at COVID-antistoffnivåer har en tendens til å avta etter infeksjon, noe som tyder på at den beskyttende fordelen er begrenset. Dette fallet ses spesielt hos personer med mild eller asymptomatisk infeksjon der antistoffresponsen har en tendens til å være lav i utgangspunktet.

Når det er sagt, er det ikke en sjelden forekomst at NAb-nivåene synker etter en infeksjon. Det er grunnen til at folk som får forkjølelse lett kan få infeksjon i samme sesong. Forskjellen med COVID-19 er at tidlige studier antyder at hukommelse B-celler, en type immuncelle produsert av benmargen, sprer seg selv etter at NAb-nivåene har falt.

Disse minnecellene vaktpost for virusets retur og begynner å kaste ut "nye" NAbs hvis og når de gjør det. Det er økende bevis for at immunforsvaret produserer rikelig med minne B-celler, selv hos mennesker med mild eller asymptomatisk sykdom.

En studie fra november 2020 publisert iCellenrapporterte at minne B-celler som var i stand til å produsere COVID-19 NAbs ble funnet hos mennesker som opplevde mild infeksjon, og at antallet så ut til å øke over tid.

Som sådan, selv om NAbs er redusert, kan minne B-celler ha muligheten til å raskt fylle på nivåer. Dette kan ikke avverge infeksjon, men kan bidra til å redusere risikoen for symptomatisk infeksjon.

Trenger vi sterilisering av immunitet?

Da nyheter om avtagende NAb-nivåer først ble rapportert i media, antok mange at dette betydde at immunitet på en eller annen måte var "tapt" over tid. Antagelsen var sannsynligvis for tidlig, delvis fordi det ikke har vært bølgene av COVID-reinfeksjoner som mange hadde spådd.

Med unntak av en mann i Hong Kong som ble funnet å være smittet to ganger med en annen stamme av COVID-19, er det få andre sterkt dokumenterte tilfeller. Selv i dette tilfellet var mannen asymptomatisk andre gang, noe som tyder på at den primære infeksjonen kan ha gitt beskyttelse mot sykdom.

Til slutt vet ingen egentlig hvor mange antistoffer det tar å forsvare seg mot COVID-19. Dessuten spiller antistoffer, så viktige som de er, bare en rolle i kroppens samlede forsvar.

Andre immunceller, kalt T-celler, rekrutteres under en infeksjon for å søke og ødelegge infiserte celler eller forstyrre virusets evne til å replikere. I tillegg er en delmengde av T-celler, kalt CD4-hjelper-T-celler, ansvarlig for å aktivere minne B-celler hvis viruset kommer tilbake. Disse kan vedvare i årevis.

Og selv om antallet kan være lite, har disse CD4-hjelper-T-cellene fortsatt muligheten til å starte et robust immunforsvar. Dette bevises delvis av resultatene av Moderna-vaksineprøven.

Kliniske studier har vist at Moderna-vaksinen fremkaller en høy og vedvarende NAb-respons 90 dager etter to-dose-serien. Selv om hukommelsesresponsen forblir ukjent, antyder tilstedeværelsen av CD4-hjelper-T-celler i studiedeltakere at vaksinen kan gi lengre varighet.

Likevel er det mange som mener at sterilisering av immunitet bør forbli det endelige målet for vaksineutvikling. De hevder at mens immunresponsen fra Pfizer- og Moderna-vaksinene virker sterk, er det ingen som vet helt sikkert hvor lenge responsen vil vare.

Og dette kan være et problem siden asymptomatiske infeksjoner fremdeles har potensial til å smitte andre. Derimot stopper en vaksine som gir full sterilisasjonsimmunitet infeksjonen før den oppstår og forhindrer videre spredning av viruset.

Fremgang og utfordringer

Ettersom millioner er planlagt å bli vaksinert med Pfizer- og Moderna-vaksinene over hele verden, blir det satt økende fokus på flere proteinbaserte COVID-19-vaksiner i tidlig fase 2-utvikling.

COVID-19 Vaksiner: Hold deg oppdatert om hvilke vaksiner som er tilgjengelige, hvem som kan få dem og hvor trygge de er.

Disse proteinbaserte kandidatene, laget av ufarlige fragmenter av COVID-19 (kalt piggproteiner), er paret med et sekundært middel (kalt en adjuvans) som aktiverer immunforsvaret.

Selv om det tar lenger tid å utvikle proteinbaserte vaksiner enn messenger RNA (mRNA) -modellene som brukes av Pfizer og Moderna, har de en lang historie med bruk og en utmerket rekord for sikkerhet og effektivitet. Noen har til og med tilbudt glimt av fullstendig immunitet i tidlig COVID-19-forskning.

En proteinbasert vaksine fra produsenten Novavax ble rapportert å ha oppnådd steriliserende immunitet hos primater. Etterfølgende fase 2-studier har vist at det er trygt hos mennesker og i stand til å generere en sterk NAb-respons. Ytterligere forskning er nødvendig .

På baksiden er det kjent at vaksiner som disse stimulerer en robust CD4 T-cellerespons, men trenger en adjuvans for å gi en like sterk NK-cellerespons.Det er uklart om Novavax-adjuvansen, avledet fra et plante-polysakkarid, er i stand til å gi det en-to-slaget som trengs for å oppnå sterilisasjonsimmunitet hos mennesker.

Et ord fra veldig bra

Hastigheten som Pfizer- og Moderna-vaksinene har blitt utviklet og distribuert, har ikke vært mindre enn forbløffende, og de kliniske dataene til nå har i stor grad vært positive.

Dette bør imidlertid ikke antyde at det er på tide å senke vaktene når det gjelder sosial distansering og ansiktsmasker. Inntil store nok sektorer av befolkningen har blitt vaksinert og ytterligere data blir returnert, er det viktig å være årvåken og holde seg til retningslinjene for folkehelse.

På baksiden, ikke la deg svinge av det faktum at vaksinene er noe mindre enn 100% effektive. Nyhetsrapporter om avtagende antistoffrespons reflekterer verken den sammensatte arten av ervervet immunitet eller den beskyttende fordelen ved vaksinering, selv om man ikke oppnår sterilisering av immunitet.

Hvis du er bekymret for COVID-19-vaksinasjon eller bare vil ha mer informasjon, ring helsedepartementet i din stat. Mange har satt opp hotline for å svare på spørsmål og gi oppdatert informasjon om COVID-19.