Пептидная вакцина из Германии активирует Т-клеточный ответ

В Nature опубликованы результаты фазы 1 клинических исследований вакцины CoVac-1, которая содержит шесть пептидов коронавируса. Пептидные вакцины пока достаточно редки и непривычны. Механизм действия CoVac-1 основан главным образом на Т-клеточном ответе — она не защищает от инфекции, но способствует быстрому выздоровлению, причем может использоваться и как терапевтическая. Авторы надеются на продолжительный иммунитет после вакцинации.

Credit:
123rf.com

CoVac-1 — пептидная вакцина, разработанная в Тюбингенском университете для создания широкого и длительного клеточного иммунитета, имитирующего естественный иммунный ответ на вирус. Вакцина содержит множественные T-клеточные эпитопы коронавируса SARS-CoV-2 — шесть 15-аминокислотных пептидов из разных вирусных белков (два из N-белка, по одному из S, M, E, ORF8). В ее состав также входит активатор антигенпрезентирующих клеток — агонист толл-подобных рецепторов (TLR 1/2) — XS15, и готовый адъювант MontanideTM ISA51 VG, который препятствует деградации пептидов в составе вакцины.

Как объясняли авторы разработки в одной из своих предыдущих публикаций, пептидная вакцина против SARS-CoV-2 предназначена, в частности, для людей с более слабой активностью CD4+ Т-лимфоцитов, например, для онкобольных. Они рассказали о том, по каким принципам выбирали пептиды в составе вакцины. (Что интересно, в той же статье описывается, как один из авторов исследования был вакцинирован в рамках эксперимента.)

Поскольку вакцина разработана для широкого применения, она должна подходить для всех пациентов, независимо от индивидуальных аллотипов генов главного комплекса гистосовместимости HLA. Авторы ранее проанализировали ответы Т-клеток у 180 инфицированных SARS-CoV-2 и предположили, что пептиды SARS-CoV-2, которые наиболее часто распознаются CD4+ Т-клетками выздоровевших, можно использовать для создания вакцины. При этом из S-белка выбирали участки, которые не экспонируются на вирионе и, следовательно, не должны распознаваться антителами. Эта предосторожность исключала риск антителозависимого усиления инфекции (ADE) через антитела, которые не являются нейтрализующими, но связываются с вирусом и способствуют его проникновению в клетку.

Идея в том, что вакцина активирует CD4+ T-клетки типа 1, а они, в свою очередь, будут активировать В-клетки, вырабатывающие антитела, и CD8+ Т-клетки (они же цитотоксические клетки, Т-киллеры), праймированные во время естественной инфекции. Это обеспечит быстрое удаление вируса из организма. Для вакцины подобрали эпитопы, которые распознаются большинством аллотипов HLA-DR (MHC класса II) и при этом не являются эпитопами В-клеток. Это не помешает CD4+ T-клеткам активировать В-клетки — см. рис. 1 в статье разработчиков.

В последние два года часто обсуждался тот факт, что не все вакцинные препараты хорошо активируют цитотоксические CD8+ Т-клетки. Если антиген синтезируется в цитоплазме, подобно вирусному белку, он презентируется на MHC класса I и вызывает сильные CD8+ Т-клеточные ответы, что приводит к очистке организма от зараженных клеток. Это считается преимуществом векторных и мРНК-вакцин: их антигены активируют и CD8+ Т-клетки, и CD4+ T-клетки, и В-клетки (когда антиген секретируется вовне). Напротив, антигены, которые попадают в клетку извне, например, белки субъединичных вакцин, не могут эффективно презентироваться на MHC класса I — они презентируются на MHC класса II и активируют Т-хелперы. Это имеет биологический смысл: первый тип ответа эффективнее против вирусов, второй — против бактерий и других внеклеточных патогенов.

Но существует явление кросс-презентации, когда молекулы MHC класса I представляют наивным CD8 + Т-клеткам экзогенные пептиды. Авторы также наблюдали, что у переболевших людей HLA-DR-связанные пептиды распознаются не только CD4 + Т-клетками, но иногда и CD8 + Т-клетками. Пептиды CoVac-1 содержат внутренние участки, которые являются эпитопами CD8 Т-клеток и могут активировать их непосредственно; эти Т-клетки тоже вносят вклад в освобождение от вируса.

Антитела, индуцированные пептидной вакциной, могут и вообще не появиться, подчеркивают авторы, задача заключается не в этом. Вакцинация только эпитопами Т-клеток подходит как для профилактической, так и для терапевтической вакцинации: может помочь быстрее выздороветь. Плюс этой стратегии, по их мнению, в том, что Т-клетки памяти, а не антитела, по-видимому, играют главную роль в долгосрочном иммунитете против болезней. (Т-клеточный иммунитет после атипичной пневмонии, вызванной SARS-CoV-1, сохраняется до 17 лет.) Не следует ожидать, что вакцина из Т-клеточных эпитопов предотвратит инфекцию, как традиционные вакцины, которые стимулируют появление нейтрализующих антител. Однако она поможет иммунной системе пациента быстро победить инфекцию, поскольку индуцированные вакциной CD4 T-клетки будут способствовать более быстрой выработке антител. Известно, что Т-клеточный иммунитет сильно влияет на исходы COVID-19 и поддержание иммунного ответа даже в отсутствие гуморального иммунитета (в частности, у пациентов с В-клеточными иммунодефицитами, онкологическими заболеваниями).

Индукция Т-клеток против нескольких разных белков обеспечивает защиту от вирусных мутаций, как обсуждалось применительно к вирусу гриппа. Особенно привлекательный аспект — в случае SARS-CoV-2 этот тип вакцины также должен быть эффективным против еще не известных вирусных вариантов.

В новой работе опубликованы результаты фазы 1 клинического исследования, которое показало безопасность и иммуногенность вакцины CoVac-1. С ноября 2020 года по январь 2021-го в фазу 1 включили 12 здоровых взрослых (возраст 18-55 лет), в конце марта 2021 года во вторую группу зачислили еще 24 человек (возраст 56-80 лет). Никто из них раньше не был инфицирован коронавирусом, насколько это было известно.

Все участники получили одну дозу CoVac-1, побочные эффекты были слабыми либо умеренными. До 56-го дня ни один пациент не перенес серьезных осложнений и не был инфицирован COVID-19. CD4+ and CD8+ Т-клеточные ответы оценивали в дни 1, 7, 14 и 28, а также в день 56 и через 3 месяца после вакцинации. Наблюдения за вакцинированными продолжались до 6 месяцев. Т-клеточный иммунитет оценивался по секреции интерферона гамма в ответ на пептидные эпитопы методом ELISPOT.

На 28-й день Т-клеточные ответы наблюдали у 100% пациентов, в среднем на 5 из 6 пептидов. Чаще всего (у 97% участников) реакция была на пептид ORF8, за ним шли М, Е, S и пептиды нуклеокапсида. Через 3 месяца Т-клеточные ответы сохранялись у всех участников. При этом преобладали Т-хелперы 1 типа. Также наблюдались индуцированные вакциной CD8+ Т-клеточные ответы у некоторых участников. Фенотип Т-клеток, индуцированных CoVac-1, был сходным с полученным при естественной инфекции, но Т-клеточный ответ оказался существенно более мощным, чем у переболевших или привитых векторными или мРНК-вакцинами, содержащими гены S-белка.

У одного из участников обнаружили антитела IgG к S-белку, хотя ПЦР-тест был отрицательным. Авторы видят возможную причину в стимуляции В-клеток, вырабатывающих кросс-реактивные антитела, например, к сезонному коронавирусу.

Также проверили, затрагивают ли вакцинные пептиды мутации в вариантах, вызывающих беспокойство. В штаммах гамма и дельта таких мутаций не оказалось, в штамме альфа две мутации попали в два пептида, в штамме бета — в один пептид. Т-клеточные ответы на пул пептидов с такими мутациями по-прежнему наблюдались у 100% пациентов, хотя на отдельно взятые пептиды с мутациями ответ снизился.

Случаи бессимптомного заражения SARS-CoV-2, а также описания COVID-19 у пациентов с врожденной недостаточностью B-клеток подтверждают, что Т-клеточный ответ эффективен в борьбе с вирусом даже при отсутствии антител, подчеркивают авторы. По их мнению, CoVac-1 вполне может играть роль вакцины для индукции Т-клеточного иммунитета (возможно, дополнять другую вакцину), в первую очередь у пожилых людей и лиц с ослабленным иммунитетом.

Таким образом, CoVac-1 продемонстрировал благоприятный профиль безопасности и вызывал широкие, сильные и независимые от новых мутаций Т-клеточные ответы. В конце статьи авторы упоминают, что в фазе 2 клинических испытаний участвуют лица с дефицитом В-клеток/антител.

В России зарегистрирована пептидная вакцина «ЭпиВакКорона», по поводу которой возникли многочисленные вопросы. Она содержит три пептида из S-белка, а также белок-носитель, включающий полную последовательность N-белка. О стратегии выбора именно этих пептидов, а также о Т-клеточном ответе на вакцину информации мало.

Источник

Heitmann, J.S. et al. A COVID-19 peptide vaccine for the induction of SARS-CoV-2 T cell immunity. // Nature. 2021. DOI:  10.1038/s41586-021-04232-5

Добавить в избранное

Вам будет интересно