Вакцина против желтой лихорадки вызывает Т-клеточный ответ, защищающий от вируса

Разработку вакцин против вирусов осложняет отсутствие четко определенных иммунных показателей защитной эффективности, которые позволили бы сравнивать различные вакцины и подходы на ранних этапах разработки, до того как влияние вакцинации на заболеваемость и течение болезни будет проверено в преклинических и клинических исследованиях. Традиционно такие показатели связаны с уровнями антител. Однако защита от острой вирусной инфекции основана не только на гуморальных, но и на клеточных адаптивных иммунных реакциях. Успех живой аттенуированной вакцины против желтой лихорадки (YF17D) был связан в том числе с ее способностью вызывать широкий ответ Т-клеток. Тем не менее остается неясным, в какой степени Т-клетки способны контролировать репликацию вируса и снижать вирусную нагрузку.

Чтобы лучше понять роль клеточного иммунитета в защите человека от вирусов, команда ученых из Сингапура провела двойное слепое рандомизированное клиническое исследование двух вакцин против ортофлавивирусов. Они вводили добровольцам две разрешенные вакцины, содержащие живые ослабленные вирусы: вакцину против желтой лихорадки YF17D и химерную вакцину против японского энцефалита JE/YF17D, сконструированную на основе YF17D. Вирусы в составе этих вакцин различаются поверхностными белками, то есть эпитопы для нейтрализующих антител у них разные. К таким эпитопам обычно образуются перекрестно-реактивные антитела, но часто они имеют слабую активность. Другие белки, против эпитопов которых формируется Т-клеточный ответ, у вирусов одинаковы.

Главной задачей исследования было оценить, в какой степени индуцированные вакцинацией Т-клеточные реакции способны снижать содержание вирусной РНК в крови после контрольного заражения. В исследовании участвовали 34 взрослых здоровых добровольца в возрасте 21–45 лет. В Сингапуре эндемична лихорадка денге, а вирус Зика, который тоже относится к ортофлавивирусам, обнаруживают время от времени. Поэтому у добровольцев подтвердили отрицательный серологический статус по лихорадке денге с помощью ИФА, чтобы исключить наличие иммунитета против любого из ортофлавивирусов.

Половина участников сначала получила вакцину против японского энцефалита, а на 28-й день после этого — вакцину против желтой лихорадки, а другая половина — те же вакцины в обратном порядке. Введение второй дозы живой вакцины имитировало контролируемую инфекцию. Таким образом авторы моделировали вакцинацию, после которой, скорее всего, не будут эффективными нейтрализующие антитела, что давало возможность изучить действие Т-клеточного ответа. В окончательный анализ включили данные 33 человек.

В дни 4, 7, 10 и 14 после вакцинации ученые измеряли уровень РНК в крови у вакцинированных с помощью количественной ОТ-ПЦР. Вирусная РНК как минимум в один из этих дней была обнаружена у 15 из 17 человек в группе JE/YF17D (88%) и у 15 из 16 человек в группе YF17D (94%). Средние уровни вирусной РНК в плазме были выше после вакцинации YF17D, чем после вакцинации JE/YF17D. Все вакцинированные JE/YF17D и YF17D дали отрицательный результат на вирусную РНК на 10-й и 14-й день после вакцинации, соответственно. К 28-му дню у добровольцев наблюдалась сероконверсия (вырабатывались антитела к вирусу). При этом YF17D вызывал более высокие уровни нейтрализующих антител, а также антител к вирусным белкам NS1 и E. Ни одна из вакцин не вызвала образование перекрестных нейтрализующих антител против второго вируса.

Затем ученые оценили антигенспецифические реакции Т-клеток. Они измерили концентрацию секретируемого IFNγ при стимулировании цельной крови перекрывающимися пептидами, которые охватывали капсидный белок C и неструктурные белки NS3 и NS5, гомологичные у JE/YF17D и YF17D, а также гетерологичные у этих вирусов оболочечные белки E. Ожидалось, что более высокая виремия при инфекции YF17D по сравнению с JE/YF17D вызовет более сильный Т-клеточный ответ.

Антигенспецифические реакции Т-клеток против белков C, NS3 и NS5 развивались к 10-му дню, достигали пика на 14-й день и сокращались к 28-му дню. Действительно, уровень этих реакций был выше у вакцинированных YF17D, чем JE/YF17D. У обеих групп развились Т-клеточные реакции против гомологичных белков E, а против гетерологичных белков E они были минимальными или отсутствовали.

Далее исследователи сравнили результаты контрольного заражения. Средние уровни РНК JE/YF17D в плазме были ниже после контрольного заражения, чем после первичной вакцинации. Однако, как и предполагалось, средние уровни РНК YF17D и доли добровольцев с РНК в крови не отличались у тех, кто получил YF17D в качестве первой вакцинации, и тех, кто перед этим был вакцинирован JE/YF17D. Это говорило о том, что Т-клеточный иммунитет, сформированный после вакцины от желтой лихорадки, до некоторой степени защищает и от японского энцефалита, но обратное неверно.

В группе вакцинированных YF17D более высокий уровень реакции Т-клеток против белка C на 14-й день после вакцинации и в день заражения был связан с пониженным уровнем вирусной РНК JE/YF17D после заражения, а на 32-й и 35-й дни исследования — с контролем инфекции. В то же время ответы Т-клеток против белков NS3 и NS5 на уровень РНК JE/Y17D не влияли.

Авторы отмечают, что ответ Т-клеток против белка C на 14-й и 28-й дни, а также на 32-й и 35-й дни после заражения, был сильнее выражен у тех участников, у которых не появилась РНК в крови после заражения гетерологичным вирусом. Таких оказалось шестеро из 16 зараженных JE/YF17D после YF17D и только двое из 17 зараженных YF17D после JE/YF17D.

Таким образом, вызванные вакциной реакции Т-клеток против белка C, но не против NS3 или NS5, связаны с контролем элиминации вируса. Этот результат авторы назвали «интригующим». Разборка нуклеокапсида ортофлавивирусов, высвобождающая РНК-геном в цитоплазму, пока до конца не изучена. Но есть указание на то, что белок С при этом убиквитинилируется, может попасть в протеасомы и затем презентироваться на молекулах MHC класса I — то есть презентация происходит даже до экспрессии вирусных генов в клетке. Отсюда не следует делать вывод, что Т-клеточный ответ на неструктурные белки не важен для защиты, но роль С-специфического ответа следует учитывать при дизайне вакцин, считают авторы.

По словам первого автора статьи Ширина Калимуддина (Медицинская школа Университета Дьюка и Национального университета Сингапура, Сингапурская больница общего профиля), проектирование и разработка вакцин нуждается в переосмыслении: «Вакцины, которые генерируют высокие уровни антител, не обязательно генерируют высокие уровни Т-клеток. Разработка вакцин должна включать вирусные компоненты, которые Т-клетки распознают и на которые реагируют».

Генно-модифицированная микробиота кожи действует как репеллент от комаров