Группа ученых из Медицинской школы Вашингтонского университета и Медицинского отделения Техасского университета, США, недавно оценила долговечность и надежность вакцины против коронавируса 2019 г. (COVID-19), управляемой аденовирусом и спайк-вектором. у мышей.

Их анализ показывает, что однократная доза вакцины способна индуцировать как нейтрализующие, так и связывающие антитела против коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) и его вариантов в течение длительного периода времени.

Подробное описание вакцины в настоящее время доступно на сервере препринтов bioRxiv *.

Справочная информация

По состоянию на 11 мая 2021 года было зарегистрировано 159 миллионов подтвержденных случаев COVID-19, в том числе 3,3 миллиона случаев смерти. С целью борьбы с передачей вируса многие потенциальные вакцины были разработаны и внедрены с рекордной скоростью. Большинство доступных в настоящее время вакцин против COVID-19 содержат спайковый белок SARS-CoV-2 в качестве иммуногена и основаны на плазмидной ДНК, мРНК, вирусном векторе, инактивированном вирусе или субъединице белка. Эти вакцины в основном вводятся внутримышечно.

Хотя большинство вакцин против COVID-19 продемонстрировали хорошие уровни эффективности и безопасности как в клинических испытаниях, так и в реальных пандемических ситуациях, их эффективность в уменьшении инфекции верхних дыхательных путей и предотвращении передачи вируса от человека к человеку остается в значительной степени неопределенной. В этом контексте клинические исследования показали, что, несмотря на индукцию сильных системных ответов антител, вакцины, вводимые внутримышечно, менее эффективны в индукции IgA- и IgG-специфических антиспайковых антител в слизистой оболочке дыхательных путей.

В текущем исследовании ученые исследовали дозозависимость, долговечность и эффективность перекрестной защиты вводимой интраназально вакцины COVID-19 на основе аденовируса (ChAd-SARS-CoV-2-S), содержащей префузионную вакцину. стабилизированный спайковый белок в качестве вакцинного антигена.

Предыдущие исследования трансгенных мышей, хомяков и нечеловеческих приматов, экспрессирующих человеческий ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2), показали, что эта вакцина способна вызывать сильные опосредованные антителами, клеточно-опосредованные и слизистые иммунные ответы. Вакцина в настоящее время проходит клинические испытания на людях.

Дизайн исследования

Для целей исследования мышам вводили разные дозы вакцины внутримышечно или интраназально. После этого мышей интраназально инфицировали SARS-CoV-2 или его вариантами. Для различных вирусологических анализов образцы сыворотки и тканей были собраны у вакцинированных мышей.

Для оценки эффективности вакцины вакцинированные сыворотки анализировали на связывание против спайков и нейтрализующие антитела. Кроме того, образцы костного мозга, собранные у вакцинированных мышей, анализировали на предмет плазматических клеток, секретирующих IgG и IgA.

Важные наблюдения

Антительный ответ

Измерение титров сывороточных антител против спайковых и антирецепторно-связывающих доменов (RBD) с помощью ELISA показало, что однократная доза вакцины, вводимой интраназально, индуцирует значительно более высокие IgG-специфические связывающие антитела, чем вакцина, вводимая внутримышечно, через 100 и 200 дней после вакцинация. В отличие от мышей, иммунизированных внутримышечно, которые не проявляли IgA-специфического иммунитета, значительно более высокие титры IgA-специфических связывающих антител наблюдались у мышей, иммунизированных интраназально. Эти данные показывают, что интраназальный путь введения вакцины превосходит внутримышечный путь индукции сильных и длительных IgG- и IgA-специфических ответов антител против SARS-CoV-2 в сыворотке

.

Подобно связывающим антителам, как через 100, так и через 200 дней после вакцинации, у мышей, иммунизированных интраназально, были обнаружены значительно более высокие титры антител, нейтрализующих SARS-CoV-2, по сравнению с таковыми у мышей, иммунизированных внутримышечно.

Что касается ответов антител против различных спайковых мутаций и мутаций RBD, наблюдаемых в вариантах SARS-CoV-2 (линии B.1.1.7, B.1.351 и B.1.1.28), результаты показали, что вакцина, вводимая интраназальным путем способен индуцировать более высокие ответы антител против всех протестированных вариантов спайка и RBD по сравнению с вакциной, вводимой внутримышечно. Более того, при интраназальной вакцинации наблюдали более выраженный и более функциональный ответ антител, чем при внутримышечной вакцинации.

Долгоживущие плазматические клетки

Считается, что долгоживущие плазматические клетки, находящиеся в костном мозге, играют главную роль в поддержании уровней антиген-специфических антител в сыворотке. Измерение долгоживущих плазматических клеток костного мозга через 200 дней после вакцинации выявило в 4 раза более высокие уровни спайк-специфичных IgG- и IgA-секретирующих долгоживущих плазматических клеток у мышей, иммунизированных интраназально, чем у мышей, иммунизированных внутримышечно.

Эффективность вакцины против инфекции SARS-CoV-2

Для оценки эффективности вакцины in vivo иммунизированных мышей инфицировали SARS-CoV-2 через 100 и 200 дней вакцинации (интраназальным или внутримышечным путем). Анализ выявил значительно более высокий уровень защиты от SARS-CoV-2 в оба момента времени при интраназальной вакцинации, чем при внутримышечной вакцинации. По сравнению с интраназальной вакцинацией внутримышечная вакцинация вызвала от 1000 до 30 000 раз более высокие уровни вирусной РНК в легких.

Стойкость иммунитета, индуцированного вакциной

Образцы сыворотки, взятые у мышей после 6 недель и 9 месяцев интраназальной вакцинации, показали высокие уровни связывания и нейтрализации антител против SARS-CoV-2 дикого типа. Однако против вариантов SARS-CoV-2 наблюдалось 3-8-кратное снижение нейтрализующей способности.

Важно отметить, что у мышей, инфицированных вирусом дикого типа или вариантами SARS-CoV-2 после 9 месяцев интраназальной вакцинации, значительно более низкие уровни вирусной РНК наблюдались в верхних и нижних дыхательных путях, сердце и головном мозге.

В совокупности результаты исследования показывают, что интраназальное введение вакцины ChAd-SARS-CoV-2-S может вызывать сильный и продолжительный антительный ответ против SARS-CoV-2 дикого типа и его вариантов в зависимости от дозы. . В исследовании также подчеркиваются преимущества интраназальной вакцинации перед внутримышечной вакцинацией.

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.